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7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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Manual de Geologa Estructural
Gua para la interpretacin y elaboracin de Mapas Geolgicos
t
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551,~
r;
ej
3
Manual de G eologa
structural
Gua para la interpretacin
y
elaboracin de Mapas Geolgicos
Jorge Arturo Camargo Puerto
Coleccin de Texto Didctico
Editorial Universidad Surcolombiana
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Jorge Arturo Camargo Puerto
de esta edicin
Editorial Universidad Surcolombiana
Primera edicin:
Marzo de 2004
ISBN 958-8154-30-8
Todos los derechos reservados
Prohibida su reproduccin total o parcial
por cualquier medio sin permiso del autor
Diseo de portada
y
armada electrnica:
Mara Constanza Cardoso Perdomo
Impresin y encuadernacin:
Editora Guadalupe Ltda.
Bogot, D.C.
Impreso
y
hecho
en
Colombia
EditorialUniversidad Surcolombiana
e-mail: editorialusco@usco.edu.co
Direccin: Avenida Pastrana Carrera la.
Neiva - Huila - Colombia
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onteni o
Introduccin
xv
Mapas geolgicos
Objetivos
1.1 Introduccin a la cartografa
1.2 Coordenadas geogrficas
1.3Coordenadas planas o de Gauss
1.4Mapas topogrficos
1.5Escala
1.5.1 Escala numrica
1.5.2 Escala grfica
1.6Smbolos
y
convenciones
1.7Elaboracin de mapas topogrficos
1.8Elaboracin de mapas geolgicos
7
17
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18
9
9
20
20
21
21
21
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2 Orientacin de planos
y
lneas
Objetivos
2.1 Definiciones
2.2 Medicin de la orientacin de un plano
2.3Representacin grfica de las mediciones
2.4 Determinacin del buzamiento aparente
. - -
27
7
7
9
32
33
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x
2.5Problemas con buzamientos aparentes 34
2.5.1 Diagramas de alineacin (nomogramas) 34
2.5.2 Diagramas polares 35
2.5.3 Mtodo trigonomtrico 37
2.5.4 Mtodo de la geometra descriptiva 38
2.5.5 Mtodo de la proyeccin estereogrfica 40
2.6Ejercicios 40
3. Patrones de afloramiento de capas homoclinales 41
Objetivos 41
3.1Definiciones 41
3.2Espesor y anchura de afloramiento 42
3.3Profundidad de capa 43
, 3.4Determinacin de la orientacin
de capas homodinales 44
3.5Determinacin de la orientacin de capa,
dados tres puntos de la misma capa 47
3.6Determinacin de la orientacin de capa en mapas 49
3.7Determinacin del patrn de afloramiento de capas
homodinales 52
3.8 Ejercicios 54
4. Descripcin
y
clasificacin de pliegues 59
Objetivos 59
4.1 Terminologa 59
4.2Clasificacinde pliegues 63
4.2.1 Intensidad del plegamiento 63
4.2.2 Forma en seccin transversal 64
4.2.3 Posicin del plano axial y lnea de charnela 65
4.3Patrn de afloramiento de pliegues 66
4.3.1 Patrones de afloramiento de pliegues horizontales 67
4.3.2 Patrones de afloramiento de pliegues buzantes 68
4.4Construccin de seccionesestructurales
en rocas plegadas 70
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4.4.1 Mtodo mano alzada
4.4.2 Mtodo del arco
4.4.3 Mtodo del arco combinado con el mtodo
mano alzada
4.4.4 Mtodo de la seccin balanceada
4.5 Edad del plegamiento
4.6Patrones de plegamiento
4.7 Smbolos ca~togrficos de pliegues
4.8 Ejercicios
5 Descripcin
y
clasificacin de fallas
Objetivos
5.1 Definiciones
5.2 Determinacin de la separacin i
5.3
Clasificacin dinmica de fallas
5.4 Clasificacin geomtrica de fallas
5.5 Patrones de fallas
5.6
Interpretacin del desplazamiento
5.6.1
Fallas en capas homoclinales
5.6.2
Fallas en capas plegadas
5.7 Edad del fallamiento
5.8
Sistemas de fallas
5.8.1
Fallas normales
5.8.2
Fallas de cabalgamiento
5.8.3
Fallas de transformacin
5.9
Factores que influyen en la deformacin de lasrocas
5.9.1
Efecto de la presin de confinamiento
5.9.2
Efecto de la temperatura
5.9.3
Efecto de la presencia de fluidos
5.9.4 Efecto del tiempo geolgico
5.10
Smbolos cartogrficos de fallas
5.11
Ejercicios
xi
71
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73
73
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8
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6 Discordancias estratigrficas
Objetivos
6.1 Introduccin
6.2 Terminologa
6.3Patrones de afloramientos de discordancias
6.4 Interpretacin y datacin de discordancias
6:5 Ejercicios
7 Proyeccin estereogrfica
Objetivos
7.1 Introduccin
7.2 Proyeccin de planos
7.3Proyeccin de lneas
7.4Representacin de un plano mediante su polo
7.5Determinacin de la lnea de interseccin
de dos planos
7.6 Determinacin del ngulo entre dos lneas
7.7 Determinacin del buzamiento real conociendo
el rumbo del plano y un buzamiento aparente
7.8 Determinacin del rumbo y del buzamiento real
conociendo dos buzamientos aparentes
7.9Determinacin de la orientacin de capas sometidas
a doble basculamiento
7.10 Ejemplos
7.11 Ejercicios
8 Interpretacion fotogeolgica
Objetivos
8.1 Introduccin
8.2 Definiciones
8.3Ventajas del uso de fotografas areas
8.4 Informacin geolgica a partir de fotos areas
8.4.1 Informacin estructural
8.4.2 Informacin litolgica
8.5 Criterios para reconocer fallas
111
111
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112
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9. Introduccin al mapeo del sub suelo
Objetivos
9.1 Introduccin
9.2 Terminologa
9.3Mapas estructurales de contornos
9.4Mapas is?cronos
9.5Mapas estructurales en reas falladas
9.6Mapas iscoros e ispacos
9.7Normas de trazado de lneas de contorno
9.8Mtodos de trazado de contornos
9.8.1 Mtodo mecnico
9.8.2 Mtodo paralelo
9.8.3 Mtodo de equiespaciado
9.8.4 Mtodo interpretativo
9.9Trazado de mapas de contornos por computador
9.10Elaboracin de mapas de contorno a partir
de informacin de lneas ssmicas
9.11 Ejercicios
Anexo A. Red equiareal de Lambert - Schmidt
Anexo B.Diagrama polar tangente
Anexo C. Diagrama de alineacin
Anexo D. Equivalencia ingls - espaol de algunos
trminos tcnicos utilizados en este manual
Referencias bibliogrficas
xiii
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Introduccin
E
l presente manual esta dirigido a estudiantes de ingeniera y de
geologa y fue concebido como una gua de las prcticas de
laboratorio para un curso bsico de GeologaEstructural, con nfasis
en la interpretacin y elaboracin de mapas geolgicos.
Estemanual es resultado demi experiencia docente de varios aos
en la escuela de Ingeniera de Petrleos de la Universidad
Surcolombiana, evaluando ayudas metodolgicas en la enseanza
de la Geologa Estructural, tanto en las clases como en las prcticas
de campo. Desde el punto de vista metodolgico, el curso fue
diseado para aprender haciendo y para ser desarrollado de
manera autnoma por el estudiante o con muy poca asistencia del
profesor; con este fin, ha sido ilustrado con figuras sencillas y
didcticas y complementado conejemplos desarrollados paso apaso
y con ejercicios de aplicacin.
Elcontenido esta dividido en 9unidades temticas, que demanera
progresiva permiten al lector avanzar en la interpretacin y
elaboracin de mapas geolgicos, que es el objetivo fundamental
del manual. Sin embargo, el orden de las unidades puede ser
cambiado para adaptarse mejor a las preferencias del instructor; por
ejeni.plo,el mtodo de la proyeccin estereogrfica puede ser visto
~
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inmediatamente despus de la unidad 2. Algunos temas muy
importantes de la Geologa Estructural, como los mecanismos de
plegamiento y los estilos estructurales, no se incluyeron a pesar de
su importancia, por considerar que escapan al objetivo del manual
y por limitacin en la extensin del curso.
Launidad 9esuna introduccin a losmtodos de trazado demapas
estructurales del subsuelo, los cuales deben ser elaborados
correctamente y con precisin, siguiendo fielmente el estilo
estructural del rea mapeada, porque de su validez depende en
gran medida el xito o fracaso de importantes inversiones
econmicasinherentes a la perforacin deprospectos deyacimientos
de hidrocarburos.
La unidad 7, introduccin a la fotointerpretacin, fue incluida en
elcontenido deestecurso deGeologaEstructural, para fundamentar
unas 15 horas de trabajo asistido en el laboratorio, realizando la
fotointerpretacin de un rea de fcil accesoy buena exposicin en
el Valle Superior del Magdalena, cuya interpretacin es verificada,
al trmino del curso, durante una corta prctica de campo de 4 das
de duracin. Los resultados obtenidos en estas prcticas me han
convencido de que las fotografas areas son la herramienta ms
eficaz para desarrollar en los estudiantes la visin tridimensional
de las estructuras geolgicas de superficie y del subsuelo somero y
para elaborar mapas y perfiles geolgicos.
Confo que este manual sea una gua eficaz para los principiantes
y que despierte en ellos el entusiasmo por el conocimiento de la
Geologa Estructural. -
Agradezco a laUniversidad Surcolombiana y a los estudiantes de
los cursos de geologa estructural, en especial a los estudiantes
Rogelio Andrs Escobar Cardona y Juan Miguel Navarrete Bonilla
por el apoyo prestado, sin el cual no hubiese sido posible la edicin
de estas notas de clase.
Jo rg e A rtu ro C am a rg o P ue rto
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Mapas geolgicos
Objetivos
Manejar e interpretar mapas topogrficos y geolgicos.
Introduccin a la cartografa
Cartografa es la tcnica utilizada para representar sobre un mapa,
los rasgos culturales y geogrficos de la superficie esfrica de la
Tierra. Si el mapa tuviera forma esfrica, esta representacin sera
fcil de construir, pero si este se representa sobre una superficie
plana surgen distorsiones en ngulos y distancias, excepto cuando
serepresentan areasmuy pequeas, porque en estecasolacurvatura
terrestre es despreciable. Para representar grandes porciones es
necesario transformar la superficie esfrica de la Tierra en una
superficie plana, mediante un sistema de proyeccin. Lamagnitud
y tipo de distorsin depende del sistema de proyeccin utilizado
(Proyeccin Mercator, Proyeccin Policnica, Proyeccin Lambert
etc.). Por ejemplo, en el sistema propuesto por Gerardus Mercator
en 1569,que es uno de los ms conocidos, los mapas obtenidos son
exactos para la regin ecuatorial pero tienen grandes distorsiones
para las regiones polares.
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18/Jorge rturo amargo Puerto
2 Coordenadas geogrficas
La superficie de la Tierra est dividida por lneas imaginarias de
latitud llamadas paralelos, porque van paralelas al Ecuador
y
por
lneas de longitud denominadas meridianos, que son semicrculos
que convergen hacia los polos
y
que cortan al Ecuador en ngulo
recto. La posicin de cualquier punto sobre la superficie. terrestre
puede definirse con precisin por medio de esta red imaginaria de
lneas de latitud y longitud, denominada red de coordenadas
geogrficas, que es la base sobre la cual se elaboran los mapas de la
superficie terrestre.
La latitud es la distancia angular entre un punto cualquiera de la
superficie terrestre y la lnea ecuatorial, a lacual corresponde latitud
0;la latitud se mide hacia el norte del Ecuador hasta 90
0
N
y
hacia
el sur hasta 905.
La longitud es la distancia angular entre un punto cualquiera
y
el
meridiano de referencia que pasa por Greenwich, al cual corresponde
longitud O.Por acuer~o internacional, la longitud se mide hacia el
este del meridiano de referencia hasta 180
0
Ey hacia el oeste hasta
180
W. (Figura 1.1).
Longitud
20 W L on gitu d
Figura
1.1 Sistema de coordenadas geogrficas: la latitud se mide hacia el
norte y hada el sur del Ecuador; la longitud se mide hada el este y hada
el oeste del meridiano de Greenwich. (Tomado de Judson et all, 1996).
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Manual
de
Geologa Estructural /
3 Coordenadas planas o de Gauss
Las coordenadas planas o de Gauss consisten de una cuadrcula
conformada por lneas verticales o longitudinales (Y) y por lneas
horizontales o latitudinales X). La unidad de medida de estas
coordenadas es el sistema mtrico decimal, a diferencia del sistema .
sexagesimal utilizado en las coordenadas geogrficas.
En Colombia El Instituto Geogrfico Agustn Codazzi, que es la
entidad oficial encargada de la elaboracin de la cartografa nacional,
escogi como punto de origen del sistema de coordenadas planas la
pilastra del Observatorio Astronmico Nacional en Santaf de Bogot,
localizado a 4 35 56 57 de latitud norte y a 74 04 51 30 de longitud
e
al oeste de Greenwich y le asign los siguientes valores:
X = 1000.000
m (Norte); Y
=
1000.000 m (Este), con el fin de que cualquier punto
dentro del territorio nacional tenga coordenadas planas positivas. ~
_I2artirdel origen, el v~Jor de la coordenada X aumentanacia.elnorJ:e
~ehacia el sur, mientras qualacoordenada Yaumenta.h ia
~ disminu .e haci-Me.s.te.
4 Mapas topogrfico s
Los mapas topogrficos o mapas base representan con exactitud la
topografa del terreno, mediante curvas de nivel que unen puntos
de igual elevacin con respecto al nivel del mar; adems del relieve
muestran mediante smbolos o convenciones, rasgos geogrficos
como ros, lagos, montes y playas y rasgos culturales como cultivos,
carreteras, lneas frreas, fronteras estatales, zonas urbanas,
aeropuertos, etc. La cantidad de detalle en la informacin mostrada
en los mapas depende de su escala.
El intervalo entre las curvas de nivel es funcin de la escala del
mapa, de las variaciones altimtricas del relieve y de la cantidad de
informacin topogrfica disponible. En reas con relieve suave se
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Jorge Arturo Camargo Puerto
utilizan intervalos pequeos entre curvas de nivel, mientras que en
terreno montaoso se_usan intervalos grandes. Para facilitar la
interpretacin de losmapas, cada cierto nmero de curvas de nivel,
se dibuja una curva con trazo ms grueso y se le escribe la cifra
correspondiente a su elevacin.
La informacin ms importante a interpretar. en los mapas
topogrficos es laforma tridimensional del relieve: cuando las curvas
de nivel aparecen bastante espaciadas, significa que el terreno
representado es de pendiente suave y por el contrario, cuando
aparecen muy prximas unas de otras, significa que el terreno es
muy empinado.
5 Escala
En sentido prctico, un mapa es una representacin reducida del
terreno y laescalaen laque sedibuja un mapa, representa la relacin
entre la distancia de dos puntos en el terreno y la distancia de los
puntos que se corresponden con ellos en el mapa. La escala puede
ser expresada de manera numrica o grfica.
1 5 1 E sca la num ric a
La escala numrica expresa mediante una proporcin matemtica
adimensional que indica el nmero de veces que ha sido reducido
el terreno para ser representado en elmapa; por ejemplo, una escala
de 1:100
1/100 significa que una unidad de distancia medida en el
mapa representa 100unidades dedistancia en elterreno (encualquier
unidad de longitud). Se puede concluir que al aumentar el
denominador de la relacin, la escala disminuye y por lo tanto el
tamao de lasuperficie representada enelmapa tambin disminuye.
En Colombia, el Instituto. Geogrfico Agustn Codazzi (IGAC)
elabora mapas topogrficos con curvas de nivel a escalas 1:5.000,
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M a n u a l
de
G e olo g a E str uc tu ra l
21
1:10.000, 1:25.000, 1:50.000; 1:100.000 1:200.000, 1:250.000, a partir
de fotografas areas. En los pases de habla inglesa, adems de estas
escalas,son comunes losmapas aescala1:24.000 y 1:62.500; losmapas
a escala 1:500.000 y 1:1 000.000, que cubren extensas regiones o todo
un pas, se elaboran sin curvas de nivel.
1 5 2 E sca la grfica
En la mayora de los mapas, adems de la escala numrica, se
incluye una escalagrficaconel finvisualizar rpidamente el tamao
de los rasgos representados en el mapa. La escala grfica consiste
de una barra dividida en segmentos; hacia la derecha del cero, la
barra muestra unidades enteras de medida (generalmente en km),
denominada escala primaria y hacia la izquierda del cero,la barra
est dividida en dcimas de la unidad de medida y se llama escala
de extensin.
6 Smbolos
y
convenciones
Los smbolos cartogrficos, las convenciones y abreviaturas
utilizados en los mapas topogrficos para representar los rasgos
fisiogrficos y culturales del terreno, se explican en la leyenda del
mapa, que generalmente va incluida en la parte inferior junto a la
escala.
7 Elaboracin de mapas
topogrfico s
La mayora de mapas topogrfico s son elaborados mediante
tcnicasfotogramtricas, esdecir, apartir demediciones hechas sobre
fotografas areas verticales, complementadas con mediciones de
control altimtrico realizadas en el terreno, con el fin de corregir
ciertas distorsiones consustanciales a la proyeccin cnica propia
de las fotos areas. Losmapas que cubren reas pequeas, omapas
de escala grande, son elaborados por mediciones realizadas
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Jorge
rturo
amargo Puerto
directamente en campo, mediante mtodos topogrficos
convencionales, con la ayuda de teodolitos y niveles de precisin.
Las tcnicas fotogramtricas tambin son usadas para obtener
ortofotografas, o imgenes formadas a partir de fotos areas
rectificadas, libres de distorsin, con caractersticas geomtricas
iguales a las de losmapas, es decir, que sobre ellas s pueden medir
con precisin ngulos, distancias y reas; debido a que poseen ms
informacin que los mapas, son muy utilizadas principalmente en
estudios catastrales.ElInstituto GeogrficoAgustnCodazzi ofrece
en venta ortofotografas de las zonas urbanas de las principales
ciudades del pas en diferentes escalas, desde 1:10.000a 1:25.000.
En la actualidad las correcciones de las fotos areas y de las
imgenes de satlite, se eliminan utilizando sofisticados programas
informticos, al tiempo que los mapas se dibujan con tcnicas
automticas de trazado, a partir de informacin sistematizada en
bases de datos, llamadas sistemas de informacin geogrfica (SIG).
8 Elaboracin de mapas geolgicos
Elprimer paso en laelaboracin delmapa geolgicode~a regin,
consiste en delimitar el rea de inters y en recopilar toda la
informacin geolgica disponible, incluyendo artculos y mapas
publicados por empresas estatales y privadas, ms informacin
indita contenida en bases de datos.
El siguiente paso consiste en la seleccinde las fotografas areas
ms recientes, que cubran el rea de inters y en la consecucin del
mapa topogrfico base a laescalams adecuada, teniendo en cuenta
los objetivos del estudio planteado.
La interpretacin geolgica de las fotografas areas y de otras
imgenes de la superficie terrestre, obtenidas mediante la tcnica
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Manual
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Geologa Estructural / 23
de teledeteccin, como son las imgenes de satlite y las imgenes
de radar, se ha convertido en las ltimas dcadas en una poderosa
herramienta que facilita la elaboracin de mapas geolgicos,
disminuyendo considerablemente el tiempo y los costos de los
trabajos de campo, los cuales se restringen solamente a verificar en
el terreno la interpretacin fotogeolgica realizada en el laboratorio
y a complementar la informacin obtenida en las fotos, con las
caractersticas litolgicas y sedimentolgicas de las unidades de roca
mapeadas.
En los trabajos de campo, las fotos areas son de gran ayuda en la
eleccinde las rutas a seguir y sitios claves avisitar y adems facilitan
localizar con mucha precisin directamente sobre las fotos, las
estaciones de observacin realizadas en campo. Enausencia de fotos,
las estaciones de campo se localizan sobre los mapas topogrficos,
con la ayuda de equipos de bolsillo de posicionamiento global por
satlite (GPS) que dan coordenadas planas con error menor a 15
metros, que a escala 1:25.000,representa un error despreciable en
localizacin, equivalente ms o menos al grosor de un trazo.
Losmapas geolgicos se elaboran sobre un mapa topogrfico y en
ellos se muestra mediante smbolos y convenciones, entre otra, la
siguiente informacin: localizacin del rea mediante Unacuadrcula
de coordenadas, escala numrica y grfica, diferencia angular entre
el norte geogrfico y el norte magntico (declinacin magntica),
contactos entre las diferentes unidades de roca o formaciones que
afloran en el rea, rumbo y buzamiento de capas, forma y tipo de
pliegues y fallas, ocurrencias minerales, discordancias, localizacin
y origen de acumulaciones de sedimentos recientes. Para facilitar
su lectura, todos los mapas geolgicos se dibujan con tramas
distintivas para las diferentes litologas o se colorean con tonos
internacionalmente convenidos para las diferentes edades de las
rocas. (Figura 1.2).
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Jorge rturo amargoPuerto
Smbolos Estructurales
Convenciones Litolgicas
2 ~
;..v- Rumbo y buzamiento de estratificacin
Rocas Sedimentarias Rocas Igneas
E B Capas horizontales
l T I I T I T m I
A re n isea
l l ll
Granito
Eje sinclinal
~ Conglomerado
H~~odolita
Ealiza
~ Dolomita
hale
~
L:2:J
Riolita
Y
Capas verticales
~ Contacto geolgico observado
Andesita
~ Eje anticlinal
Rocas Metamrficas
Falla normal indicando el buzamiento
del plano de falla
Esquisto
Gneiss
Falla de rumbo indicando la dreccln
del desplazamiento
~ Falla de cabalgamiento
igura
1.2 Algunos Smbolos y convenciones utilizados en la elaboracin de
mapas geolgicbs.
Los mapas geolgicos van acompaados de una columna
estratigrfica generalizada, que incluye el nombre, la edad y tipo de
roca de cada unidad y de una leyenda, que incluye los smbolos y
convenciones geolgicas utilizadas en el mapa.
Adems de la columna, estos mapas van acompaados de uno o
varios perfiles geolgicos, construidos a lamisma escala del mapa y
orientados en direccin perpendicular al rumbo general de las capas,
con el fin de ilustrar la estructura del subsuelo y facilitar la
comprensin de la historia evolutiva de una regin. Los perfiles
geolgicos reflejan de manera objetiva y realstica el subsuelo, en la
medida que la informacin de la geologa de superficie haya sido
complementada con informacin obtenida durante la perforacin
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M a n u a l de G e o lo g a E str u ctu ra l
25
de pozos profundos y / o con la informacin de lneas ssmicas
disparadas en el rea, de lo contrario, la estructura geolgica
presentada en los perfiles, no es otra cosa que una interpretacin
subjetiva y aproximada de la e~ura real del subsuelo.
En algunas regiones, los afloramientos de roca son continuos y los
contactos entre unidades estn bien expuestos y por tanto su posicin
y continuidad puede ser mapeada con precisin en corto tiempo, .
con la ayuda de fotos areas. Las figuras 1.3a y 1.3b muestran un
excelente ejemplo de correspondencia de la informacin que ofrece
la foto area vertical y el mapa Jopogrfrco. La figura l.3c es un
mapageolgico ieneralizado, obtenido a partir de la fotografa area
vertical de la figura 1.3a. En contraste al caso anterior, existen
regiones cubiertas por sedimentos recientes o por suelos con espesa
cobertura vegetal, donde los afloramientos de roca son discontinuos
y dispersos, y por consiguiente, la posicin de los contactos en los
mapas resulta aproximada y la interpretacin de la estructura
geolgica se hace difcil y requiere de mucha experiencia y de
paciente y prolongado trabajo de campo.
Los mapas geolgicos se elaboran en las mismas escalas que los
mapas topogrficos; las escalas 1:50.000 y 1:25.000 son las ms
utilizadas en la exploracin de yacimientos de hidrocarburos y de
agua subterrnea y los mapas de escalas mayores son utilizados en
prospeccin minera, estudios ambientales y en diseo de obras de
ingeniera civil. Los mapas geolgicos son la base para la preparacin
de varios tipos de mapas temticos como: mapas de sedimentos
cuaternarios, mapas de roca, mapas hidrogeolgicos, mapas
geomorfolgicos, mapas de amenazas naturales, mapas de procesos
geodinmcos. mapas de uso del suelo, etc., requeridos por
ingenieros civiles, planificadores, arquitectos y ambientalistas.
t
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Leyenda
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Shale Tununk
~[ _ KJb Pm. Monteeedar
~
.
Jm.
Fm M o rr i s o n
OJee
Fm S u m m e rv il l e
e
re n isc a E n tr ada
igura 1.3 (a) Fotografa area vertical de un rea en Utah (E.E.U.U.) (b) Mapa topogrfico obtenido de la fotografa area
anterior. (e) Mapa geolgico esquemtico interpretado de la fotografa area anterior. (Tomado de Spencer,
2000).
N
\
- - - -
2 l
~
~
2 -
: 3
Q
e a
o
~
~
6 -
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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2
Orientacin de planos y lneas
Objetivos
Orientar planos y lneas inclinados.
Solucionar problemas con buzamientos aparentes.
Los planos y las lneas son elementQ~~~mtricQs.~qllepermiten
describir la orientacin de los lanos de estratificacin y de los e~s
de las estructuras geolgicas.
2 Definiciones
O rientacin de un plano:
trmino general que describe la posicin
de un plano en el espacio; un plano queda definido mediante dos
ngulo~umbo y la inclinacin del plano. '
Rumbo:
ngulo horizontal, medido entre una lnea y la direccin
norte-sur de un sistema decoordenadas geogrficas; este ngulo
adquiere valores entre 0y 90.
Inclinacin:
ngulo vertical medido entrela horizontal y un plano
inclinado; este ngulo se mide hada abajo y varia entre 0y 90.
;
o
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
22/180
28 Jorge Arturo Camargo Puerto
. Acimut: ngulo horizontal entre una lnea y la direccin norte de
un sistema de coordenadas geogrficas, barrido en direccin de las
manecillas del reloj; este ngulo toma valores entre 0y 360.
D
fl~
d
di 'd I hori 1 loui
reccion e capa:
ireccion e una mea onzonta cua qUIera
contenida en un plano inclinado; la direccin de esta lnea
generalmente se expresa mediante su rumbo, en cuyo caso se habla
de rumbo de capa. (Figura 2.1).
Buzamiento real: ngulo d~.inclinacin de la lnea de mxima
pendiente de un plano inclinado; se mide perpendicularmente a la
direccin de capa.ff'igura 2.1).
Buzam iento Aparente: ngulo de inclinacin de .un plano, medido
en una direccin no perpendicular a la direccin de capa; el
buzamiento aparente sieinpre es menor que el real. (Figura 2.2).
D ireccin de buzamiento: direccinde la lnea de mxima pendiente de
un plano inclinado; se expresa mediante el ngulo horizontaLbarrido
entreladireccinnorte-sur deun sistemadecoordenadasy laproyeccin,
alplano horizontal, de la lnea de mxima pendiente. (Figura2.1).
Orien ta cin de una ln ea : laorientacin deuna lneaen elespacioqueda
totalmentedefinidacondos ngulos: ladireccinde lneay lainmersin.
Direccin
e buzamiento
Figura 2.1.ngulo de buzamiento
real
Figura
2.2 ngulo de buzamiento
aparente
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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Manual
de
Geo log a Es truc tu ra l /
29
lfcY d
D ireccin de lnea:
es la direccin en que profundiza una lnea no
horizontal; se expresa mediante el ngulo.horizontal barrido entre
la direccin norte-sur de un sistema de coordenadas y la proyeccin
---~horizontal de la lnea inclinada. (Figura 2.3).
1>lv
r
q , e
Inmersin:
ngulo vertical, medido entre la horizontal y una lnea
inclinada, en una seccin vertical que contiene a la lnea inclinada;
se mide de la horizontal hacia abajo y vara de 0 a 90. (Figura 2.3).
Inme rsi n apa ren te:
ngulo de inmersin medido en una seccin
vertical pero no paralela a la direccin de lnea; este ngulo siempre
es mayor que el ngulo de inmersin real. El valor mximo posible
de 90 seobtiene en seccionesperpendiculares a la direccin de lnea.
(Figura 2.3).
ri
ch ,
l 2 c t k c .
Cabeceo:
ngulo barrido a lo largo de un plano inclinado entre una
lnea cualquiera contenida en el plano inclinado y una lnea
horizontal del mismo plano; vara de
0
a
90,
(Figura 2.4).
Direccin
de lnea
Figura
2.3 Direccin e inmersin de
una lnea
Figura
2.4 ngulo de cabeceo de una
lnea
2 2 Medicin de la orientacin de un plano
La medicin de planos estruc urales, como son los planos de
estratificacin y los planos de fallas y de diaclasas, se realiza
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
24/180
3 Jorge Anuro Camargo Puerto
directamente en los afloramientos de roca, midiendo la direccin de
capa y el buzamiento con la ayuda de una brjula tipo Brunton.
(Figura 2.5).
Espejo
Nivel
ojo de pollo
I
Pin de
amortiguacin
Figura
2.5 Esquema de una brjula tipo Brunton mostrando sus principales partes.
La direccin de capa se mide colocando el borde de la caja de la
brjula abierta en contacto con el plano inclinado y una yez nivelada
la brjula con el nivel ojo de pollo, que indica cuando la brjula
est en posicin horizontal, se toma la lectura sobre el crculo
graduado en la direccin en que apunta el extremo norte de la aguja
imantada. (Figura 2.6).
Figura 2.6 Medicin de la direccin de capa con una brjula tipo Brunton.
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
25/180
Manual de Geologa Es truc tu ra l /31
El buzamiento se mide colocando la brjula de costado, orientada
perpendicularmente a la direccin de capa previamente establecida
y leyendo la inclinacin del buzamiento en el clinmetro de la
brjula.
En algunas brjulas el crculo viene graduado en 360en elsentido
de las manecillas del reloj (sistema acimutal), en tanto que en otras,
viene graduado en cuatro cuadrantes de 90 (sistema de rumbo),
como se ilustra en la figura 2.7.
w
E
w
E
N N
a) (b)
Figura
2.7 Sistemas de graduacin del crculo de la brjula: (a) acimutal, (b) de
cuadrantes. I
La orientacin de un plano puede ser expresada de tres formas
diferentes pero equivalentes; por ejemplo, una capa que buza hacia
el suroeste con 40(Figura 2.7) se puede expresar as:
Midiendo el acimut de la direccin del buzamiento: 225/40.
Midiendo el rumbo de la direccin de capa: N45W/40
0
SW .
.S45E/40
0
SW.
Midiendo el acimut del rumbo de la capa: 315/40 SW 135/
40
0
SW.
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
26/180
32Jorge Arturo Camargo Puerto
Se recomienda utilizar la notacin que ms convenga de acuerdo
con el sistema de graduacin de la brjula utilizada y se acostumbra
escribir primero la direccin de acimut o la direccin del rumbo y
luego el ngulo de buzamiento. Si se trata de expresar la direccin
de una lnea inclinada, por ejemplo, hacia el oeste con 45 de
inclinacin, se describe primero su direccin y despus su ngulo
de inmersin aS:
Midiendo el acimut de la direccin de la lnea: 270/45.
Midiendo el rumbo de la direccin de la lnea: N900W/45.
2.3 Representacin grfica de las mediciones
Las mediciones de direccin de capa y de buzamiento de los
diferentes planos estructurales medidos en el terreno, se representan
en los mapas geolgicos mediante un smbolo cartogrfico que
consiste de tres elementos:
L nea de direccin de capa: segmento de lnea recta que se traza en
los mapas en el punto ~n que se realiz la medicin, orientado con
la ayuda del transportador en direccin paralela a la direccin de
capa.
Indicador de la direccin de buzamiento: segmento de lnea ubicado
en el punto medio, a uno de los lados de la lnea de direccin de
capa, que indica la direccin del buzamiento.
Cifra: valor numrico del buzamiento que se escribe junto al
indicador.
En la figura 2.8seilustran los smbolos cartogrficos que conmayor
frecuencia se'utilizan en los mapas geolgicos.
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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Manual de Geolo ga E stru ctu ra l / 33
-, L
Rumbo
y
buzam iento de
~
Rumbo y buzam iento de
estratificacin capa invertida
-+-
Rumbo
y
buzam iento de
E B
C ap a h oriz on ta l
c ap a v ertic al
-
Rumbo
y
buzam iento de
+
L n ea v ertic al
diaclasa
+
D ia cla sa h oriz on ta l
~
L n ea horiz on ta l
-
ia cla sa v ertica l
~40
D ireccin e inm ersin
de lnea
~
Inm ersin de lnea com binada
~
Cabeceo de lnea en el
30 20
c on o rie nta ci n d e e stra tifica ci n
45 20
p la no d e e stra tific ac i n
Figura
2.8 Smbolos cartogrficos para representar planos
y
lneas.
2.4 Determinacin del buzamiento aparente
En la construccin de la seccin estructural A-A' de la figura 2.9,
orientada en direccin no perpendicular al rumbo de las capas, el
buzamiento real de 50que aparece en el mapa, se convierte en un
buzamiento aparente de 40en la seccin.
SECCiN ESTRUCTURAL
Figura 2.9 Determinacin del buzamiento aparente.
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
28/180
34/
Jorge Arturo Camargo Puerto
En la determinacin de buzamientos aparentes a partir de
buzamiento s reales o viceversa se utilizan diferentes mtodos que
se explican a continuacin:
2 5 Problemas con buzamientos aparentes
Existen muchas situaciones en las cuales no es posible medir el
buzamiento real de una capa, es decir, el buzamiento medido en un
plano vertical perpendicular a la direccin del rumbo de la capa; sin
embargo, en estos casos siempre es posible medir un buzamiento
aparente y la orientacin del plano vertical sobre el cual se mide el
buzamiento aparente.
Los problemas de buzamientos consisten en determinar el
buzamiento real a partir de uno o dos buzamientos aparentes o
viceversa. El rumbo y el buzamiento real de un plano pueden ser
determinados conociendo: la orientacin de dos buzamiento s
aparentes o el rumbo del plano y la orientacin de un buzamiento
aparente.
Enla solucin deproblemas conbuzamientos aparentes seutilizan
varios mtodos:
Diagramas de alineacin.
Diagramas polares.
Mtodo trigonomtrico.
Mtodo de la geometra descriptiva.
Mtodo de la proyeccin estereogrfica.
2.5.1 D iagramas de a lineacin nomogramas
Los diagramas de alineacin involucran grficamente 3 variables
que guardan entre s una relacin matemtica sencilla: relacionan el
buzamiento real (S),el buzamiento aparente
a)
y el ngulo entre la
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Manual de Geologa Estructural / 35
direccin de capa y la direccin del buzamiento aparente (B).Si se
conocen dos de las tres variables, la tercera es determinada uniendo
con una lnea recta los dos valores de las dos variables conocidas.
(Figura 2.10).
Ejemplo 2
-
Determinar el buzamiento real de una capa delgada de carbn,
conociendo que en una pared vertical con direccin N45Epresenta
un buzamiento aparente de 28SEy adems, que la capa de carbn
tiene rumbo N80E.
En este caso, el ngulo entre el rumbo de la capa
y
la direccin de la
seccin vertical sobre la cual semidi elbuzamiento aparente a = 28,
es igual a ~ = 35.Graficando estos dos valores y unindolos con una
lnea recta se determina en el nomograma, que el buzamiento real
buscado es de 43SE.(Figura 2.10).
Ejemplo 2 2
Un plano de falla tiene direccin (rumbo) N800Ey buza con 50
0
SE.
Determinar el buzamiento aparente que presentara dicha falla en
una direccin vertical orientada S65E.
Lo anterior significa que el ngulo entre la direccin de la fall~y la/~---
seccin vertical (~) es de 35.Usando el diagrama se determina qe .
el buzamiento aparente buscado es de 35SE.
2.5 .2 D iagramas polares
Este mtodo consiste de un grfico de coordenadas polares, en el
cual se dibujan como vectores las direcciones de los buzamientos
aparentes, que irradian del centro del grficoy su longitud representa'
el valor del ngulo de buzamiento. Para determinar el buzamiento
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36/
Jorge Arturo Camargo Puerto
real se trazan lneas tangentes a los buzamiento s aparentes, que no
son otra cosa que vectores que obedecen a la ley del coseno sobre
adicin de vectores. Estemtodo permite visualizar la relacin entre
buzamiento real y aparente, sin embargo, este mtodo no es
recomendable cuando los ngulos debuzamiento sonmuy pequeos,
menores a 20
0
(Figura 2.11).
BUZAMIENTO
RE A ,L 15)
8
BUZAMIENTO
APARENTE (o)
89
85'
N GULO E N TRE E L RUMBO
Y E L BUZAM IE N TO APARE NTE /3)
: O
. 50
40
30
80 D
7 0
7fP
20
lO
3fP
Figura 2.10 Diagrama de alineacin.
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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Manual de Geolog a Es truc tu ra l
/37
Ejemplo 2 3
De un plano inclinado se conoce el acimut de dos buzamiento s
aparentes: 320/55y 50/55. Determinar el buzamiento real. En el
diagrama polar se halla un buzamiento real de 5/63, que es el
vector resultante V, de la suma de los buzamientos aparentes Val y
Va
2
(Figura 2.11).
Figura 2.11 .Diagrama polar con la solucin del ejemplo 2.3.
2 .5 .3 M todo tr gonomtrc o
L a relacin trigonomtrica entre el buzamiento real (8), el
buzamiento aparente a) y el ngulo (~)entre la direccin de capa y
direccin del buzamiento aparente es la siguiente:
tan a = tan 8. sin ~ (2.1)
Si se conocen dos de las tres variables, se puede calcular la tercera
fcilmente.
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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38/ Jorge Arturo eamarga Puerto
Ejemplo 2 4
Resolver el problema del ejemplo2.1 por elmtodo trigonomtrico.
a
= 28SEen direccin N800E
~ = 35
o = ?
Utilizando la ecuacin (2.1) tan a
=
tan O.sin ~ (1)
s:
tan 28
tan u=---
sin 35
Ejemplo 2 5
. Resolver elproblema del ejemplo 2.2por elmtodo trigonomtrico.
~ = 35
O
=
50
0
SE
a =
?
Utilizando la ecuacin (2.1) tan a
=
tan o . sin ~
tan
a
= tan 50 . sin 35
a = 35SE
2.5 .4 M todo de la geometra descriptiva
Este mtodo es ms complejo que los dos anteriores pero es muy
til para desarrollar la habilidad de visualizar planos y lneas en
tres dimensiones. Este mtodo se ilustra con el siguiente ejemplo:
Ejemplo 2 6
De un plano de falla se conocen dos buzamientos aparentes al =
20Y
a
2
= 25,medidos en dos paredes verticales en las direcciones
N45E y S41E respectivamente. Determinar el rumbo y el
buzamiento real del plano de falla. (Figura 2.12).
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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Manual
de
Geo lo ga E stru ctu ra l / 39
h
____ Lnea de
rumbo N9
2
E
Figura 2.12 Solucin grfica del ejemplo 2.6 por el mtodo de la geometra
descriptiva.
Procedimiento:
1.Dibujar sobre una hoja de papel orientada como mapa, a partir
de un mismo punto, las lneas AB = N4soE y AC= S41E.
2. Construir una vista auxiliar normal a AB y dibujar en ella el
ngulo de buzamiento de 20 al NE; hallar la longitud verdadera
A'B' y la distancia arbitraria d.
3. Dibujar el ngulo de buzamiento de 25 al SE sobre una vista
auxiliar normal a AC, usando la distancia d, previamente
establecida y determinar la posicin de X sobre la lnea AC.
4. Trazar la lnea BXque es la lnea de rumbo de la falla y medir su
rumbo, con laayuda del transportador, conrespecto alnorte del mapa.
5. Construir una vista normal al rumbo BXy usando la distancia
d ya conocida trazar el ngulo de buzamiento del plano de falla.
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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4 I Jorge Arturo Camargo Puerto
La direccin del plano de falla obtenida mediante el mtodo
anterior es N9Ey el buzamiento es 30hacia el SE. (Figura 2.12).
2 .5 .5 Mtodo de la proy eccin estereogr fica
Dada la gran importancia que tiene la proyeccin estereogrfica
en la solucin de diferentes clases de problemas en geologa
estructural, estemtodo no seincluye aqu sino que seha considerado
necesario dedicar la unidad 7 a sus aplicaciones.
2 6 Ejercicios
Ejercicio 2
Llenar los espacios en blanco de la siguiente tabla, utilizando el
nomograma de buzamiento.
Tabla
2.1 Clculo de buzamiento s aparentes
y
reales.
Buzamiento real
,o )
Buzamiento aparente a)
ngulo entre el rumbo de
capa y el buzamiento
aparente (~)
45
3 -
45
Q
3
65
)
5
42
M al
= T
5
65
---0:
Ejercicio 2 2
45
85
5
10
_ _ _b I
O
90
C 5 f l J
Resolver el ejercicio 2.1 utilizando el diagrama polar-tangente.
Ejercicio 2 3
Resolver el ejercicio 2.1 utilizando el mtodo trigonomtrico.
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3
Patrones de afloramiento de capas
homoclinales
Objetivos
Determinar sobre mapas la orientacin de capas homoclinales a
partir de su traza.
Determinar la orientacin de capas mediante la solucin del
problema de los 3 puntos.
Predecir el patrn de afloramiento de capas homoclinales.
3 Definiciones
Afloramiento:
exposicin en superficie de la litologa y/o de alguna
estructura geolgica.
Capas homoc lina les: capas paralelas cuyo rumbo y buzamiento se
mantiene ms omenos constante en un rea; las capas homoclinales
pueden yacer en posicin horizontal, vertical o inclinada.
Traza:
lnea de interseccin de un plano estructural cualquiera
(plano de estratificacin,' plano de falla, plano axial, etc.) con la
superficie del terreno.
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42
Jorge Arturo Camargo Puerto
Espesor de capa:
distancia medida en direccin perpendicular entre
el t~ de una capa; el espesor as medido se denomina
espesor estratigrfico o espesor verdadero. Figura 3.1).
Anchura de afloramiento:
distancia horizontal w) medida entre techo
y base de una capa, en direccin perpendicular al rumbo de capa,
Figuras 3.1 y 3.2).
W = EE
EE
=
W.sino
Figura 3.1 Espesor de capa
Figura 3.2 Anchura de afloramiento
3.2 Espesor
y
anchura de afloramiento
El espesor estratigrfico o espesor verdadero de una capa
horizontal, es igual a la diferencia entre las cotas topo grficas del
techo y la base. El espesor de las capas verticales es la distancia
horizontal medida perpendicularmente entre las trazas de la base y
del techo de la capa. Figura 3.1).
El espesor y la anchura de afloramiento de las capas inclinadas se
determinan grficamente construyendo, a la misma escala del mapa, una
seccinestructural perpendicular al rumbo de las capas, con elbuzamiento
ms representativo, en la cual se proyecta el techo y la base de la capa.
Si se conoce el buzamiento 3) y la anchura de aforamiento w) de
una capa que aflora en un terreno horizontal, es fcil calcular su
espesor estratigrfico EE) utilizando la siguiente ecuacin:
EE = W. sin 3 3.1)
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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Manual de Geologa Estructural / 43
Figura 3.3 Determinacin del espesor verdadero conociendo el buzamiento (o) y
la anchura de afloramiento w) de Una capa inclinada.
3.3 Profundidad de capa
Tambin es posible calcular la profundidad (P) a la cual se
interceptara la capa inclinada en un pozo vertical perforado a una
determinada distancia (x), medida en direccin\perpendicular al
rumbo de la capa: \
P = x. tan 8 (3.2)
El espesor estratigrfico (EE)y el espesor vertical (EV)perforado
en un pozo vertical se relacionan mediante la siguiente ecuacin:
EE
=
EV.cos 8 (3.3)
En terreno inclinado, el espesor verdader~ es funcin tanto
del ngulo de buzamiento como de la pendiente del terreno. En
este caso, es necesario medir la anchura de afloramiento
y
la
diferencia en elevacin (h) entre el tope
y
la base de la capa. En
la figura 3.4 se muestran tres combinaciones de pendiente del
terreno, ngulo de buzamiento
y
direccin del buzamiento de
una capa, con las respectivas ecuaciones para calcular el espesor
estratigrfico o verdadero en cada caso.
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44 /
Jorge Arturo Camargo Pu~
I
Superfic ie del ierreno
EE=h.sen8-w.cos8(3.4)
\ w
h
EE= w .cos8- h .sen8 3.5)
\ w
- - -
Figura 3.4 Determinacin del espesor verdadero en funcin del buzamiento de
la capa y de la pendiente del terreno; en una seccin perpendicular al
rumbo de capa.
3.4 Determinacin de la orientacin de capas homoclinales
El afloramiento de una capa homoclinal, es dec , una capa que
~ee rumbo
y
buzamiento constante~ forma en el terreno dos trazas
que corresponden al te~hoy a labase de la capa; estas trazas resultan
lneas rectas y paralelas, nicamente cuando la superficie del terreno
es plana. (Figura 3.3).
Sin embargo, lo ms frecuente es que la superficie del terreno no
sea totalmente plana, sino que presente valles y filos topogrficos.
En estas condiciones, las trazas de las capas dejan de ser lneas rectas
paralelas, pues en los valles stas sufren desviaciones de su
trayectoria rectilnea dibujando una V, cuya forma y magnitud est
estrechamente relacionada con la orientacin y buzamiento de las
capas y con la topografa del terreno.
En consecuencia, el anlisis conjunto de las desviaciones de las
trazas y de las curvas de nivel de los mapas topogrficos, permite
determinar el rumbo y el buzamiento de capas homoclinales,
mediante la aplicacin de una sencilla regla que se conoce con el
nombre de Regla de la V, la cual se expresa as: el pice de la V
apunta en la direccin del buzamiento de la capa.
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. M anual de G eologa Estructural /
45
b)
(e)
En total existen seis modelos tpicos o patrones de afloramiento,
resultantes de diferentes condiciones de rumbo y buzamiento de las
capas con respecto a la topografa de un valle. Figura 3.5).
(a)
t.. .Q PC l~ h O Y l tO Y \ 4 a l e J
/
d)
(e)
f)
Figura 3.5 Patrones de afloramiento que ilustran diferentes casos de la Regla de
la
v
(a) capa horizontal, (b) capa que buz a ro arriba, (c) capa
vertical, (d) capa que buza ro abajo, (e) capa
y
valle con la misma
'inclinacin,
f)
capa que buza ro abajo con menor ngulo que el
gradiente del valle. (Tomado de Ragan, 1985).
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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46Jorge Arturo Camarg Puerto
A continuacin se describen los seis patrones de afloramiento:
1 Capas horizontales:
forman trazas paralelas a las curvas de nivel
topogrfico; en los valles el patrn de afloramiento forma una V,
cuyo vrtice apunta ro arriba. (Figura 3.5a).
2 C apas inclinadas ro arriba:
producen un patrn en el cual las
trazas cortan las curvas de nivel topogrfico y en los valles forman
una V cuyo vrtice apunta ro arriba. (Figura 3.5b).
3 Capas verticale s:
constituyen un patrn de trazas rectas y
paralelas independientemente de la forma del relieve (Figura
3.5c).
4 Capa s in clin ada s ro aba jo: forman un patrn en el cual las trazas
cor an las curvas de nivel topogrfico y en los valles forman una V,
cuyo vrtice apunta hacia ro abajo, cuando el buzamiento de la
capa es mayor que el gradiente del valle. (Figura 3.5d).
5 Capas inclinadas ro abajo con buzamiento igual al gradiente del
valle: producen un patrn de trazas paralelas en ambos taludes del
valle y por lo tanto no se forma la V (Figura 3.5e).
6 Capas inclinadas ro abajo con menor ngulo que el.gradienie del
valle: dan un patrn que corta las curvas de nivel y forma una V
cuyo vrtice anmalamente apunta hacia aguas arriba (Figura 3.5f).
La Regla de la V tambin puede ser aplicada en los filos
topogrficos, pero en este caso, se debe tener en cuenta que el pice
de la v apunta en sentido opuesto a la direccin del buzamiento de
la capas. Adems, es importante mencionar que estos patrones son
tambin aplicables a las trazas de los planos de falla, de los diques y
de los planos de discordancia, a condicin que mantengan rumbo y
buzamiento ms o menos constante en un rea.
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Manual
de
Geolog a Estr uc tu ra l / 47
3.5 Determinacin de la orientacin de capa, dados tres puntos
de la misma capa _
Si en un mapa se conoce la localizacin
y
elevacin de tres puntos
no alineados, contenidos sobre la misma capa inclinada, se puede
determinar el rumbo y buzamiento de dicha capa; el procedimiento
se ilustra en el siguiente ejemplo:
Ejemplo 3.1 7
Los pozos verticales A, B Y C perforaron el tope de una arenisca
petrolfera/
a las cotas
-3500, -4500
Y
-2000
pies por debajo del nivel
del mar respectivamente. Determinar el rumbo
y
buzamiento de la
arenisca y adems la cota a la cual se encontrara es~a si se perfora
un pozo vertical en el sitio X. Figura 3.6).
Procedimiento:
1) Trazar una lnea entre el punto ms alto C y el ms bajo B.
Dividir esta distancia en cinco segmentos iguales para encontrar la
posicin de las elevaciones intermedias -2500, -3000, -35DO,-4000).
2) Trazar la lnea de rumbo con elevacin -3500 pies que une los
puntos AP de igual cota y que representa una lnea de rumbo del
techo de la arenisca. Trazar otras lneas de rumbo paralelas a la
anterior, que pasen por la posicin de las cotas
-2000, -2500, -3000,
-4000
Y
-4500.
La distancia ~S entre dos lneas consecutivas de
rumbo es funcin del buzamiento de la capa.
3) Medir con el transportador el rumbo de la lnea anterior con
respecto al norte del mapa; el rumbo medido es igual a
N45W.
4) Construir la vista de perfil del plano ABC. Trazar la lnea h-h
perpendicularmente a la lnea de rumbo AP; asignar a h-h la
elevacin -3500 pies, igual a la de los puntos A
y
P.
~
z s
:5:
-
o
. . . l
c :: :
U
U
Q
W
-l
1 -
:
Z
O
:;)
C3
q:
-1
a
m
: :t ::
c:
o
tf
iJ}
.: : : :
;...1
;:.-
~
:;,
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
42/180
48/
Jorge Arturo Camargo Puerto
(5) Proyectar ortogonalmente los vrtices A, By C a la lnea h-h.
(6) Medir a la escala del mapa 1.000 pies y colocar el vrtice B'
'>
1.000pies por debajo de la lnea h-h; medir 1.500pies y colocar el .
punto C' por encima de la lnea h-h .
. (7) Unir con una lnea los puntos B'A'C', la cual forma con la lnea
h-h un ngulo de 27que es el buzamiento de la arenisca.
Como resultado de la construccin anterior se obtiene que la
arenisca tiene rumbo N45Wy buza con 27hacia SWy que el pozo
vertical en el sitio X pinchar la arenisca a la cota -4500 pies por
debajo del nivel del mar. -
T00
\
El problema anterior tambin puede ser resuelto aplicando el
principio de proporcionalidad entre tringulos semejantes:
Procedim iento a lte rno: \.
(1)Determinar la longitud Be en pies, utilizando laescala del mapa.
(2) Determinar la longitud del segmento BP sobre la lnea BC, de
forma que el punto P quede localizado a la misma cota del punto A,
mediante la siguiente proporcin:
BC CotaC - Cota B
(3.7); si cota P
=
cota A
BP Cota A - Cota B
entonces:
BP = BC. Cota P - CotaB
Cota C - Cota B
(3.8)
(3) Unir el punto A con P para obtener la lnea de rumbo de
elevacin -3500pies.
(4)El procedimiento contina igual que en el caso anterior: trazar
lneas de rumbo paralelas, bautizar con cota cada lnea, medir con el
transportador la orientacin de las lneas de rumbo, etc.
\.
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Manual de Geologa Estructural / 49
I
~OOPies
Escala
Figura 3.6 Determinacin de la orientacin de capa, conocidos tres puntos de la
misma capa.
3 6 Determinacin de la orientacin de caE en mapas
El rumbo
y
el buzamiento de capas homoclinales, se puede
determinar grficamente si se dispone de map~s geolgicos con
curvas de nivel y de escala conocida. El procedimiento se ilustra en
el siguiente ejemplo:
Ejemplo 3 2
A partir del mapa de la figura 3.7 determinar el rumbo y el
buzamiento de las capas que all afloran y construir la seccin
estratigrfica del rea.
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
44/180
50
IJorge Arturo Camargo Puerto
b\ Arenisca
El Lodolita
m Caliza
~ Shale
c : : : J
Conglomerado
o 5?0 1q
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
45/180
Manual de GeOloga Estructural/51
(2) Unir con lneas rectas los puntos de interseccin de igual
elevacin (cota). Estas lneas son por definicin lneas de rumbo de
la capa estudiada y se mantienen paralelas y equidistantes. Bautizar
cada lnea de rumbo con su correspondiente cota en pies.
(3) Determinar el rumbo de la capa midiendo con el transportador
la orientacin de las lneas de rumbo directamente sobre el mapa.
(4) Medir la distancia horizontal (As)entre dos lneas contiguas
de rumbo. Para determinar la
direccin
del buzamiento esnecesario
aplicar la Regla de la
v
y establecer en qu direccin buzan o se
profundizan las capas.
(5) Calcular el ngulo de buzamiento con la siguiente ecuacin:
h
tan
8 = - (3.9) donde:
~s
( ) = ngulo de buzamiento real
~s = distancia horizontal medida perpendicularmente entre dos
lneas contiguas de rumbo (se determina grficamente a la escala
del mapa).
h
=
diferencia en cota entre dos lneas contiguas de rumbo
El ngulo de buzamiento tambin puede ser determinado
grficamente construyendo un triangulo rectngulo con los valores
de h y de convertidos a la escala del mapa.
(6) Dibujar el smbolo cartogrfico de buzamiento en diferentes
sitios a lo largo de la traza del techo de la caliza.
(7) Enumerar en el mapa, en orden de ms antiguo a reciente,
cada una de las cinco unidades que all afloran: a la formacin ms
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
46/180
52/ Jorge Arturo Camargo Puerto
antigua se le asigna el nmero 1. Construir con esta informacin la
columna estratigrfica del rea, dibujando la formacin ms antigua
en la base de la columna.
Desarrollando el procedimiento anterior se obtiene que la caliza
tiene rumbo N-S y que buza aproximadamente 6 al oeste. Si se
aplica este procedimiento a cualquiera de las otras trazas del mapa
de la figura 3.7, por ejemplo, al techo de la lodolita, se obtiene que
su rumbo
y
buzamiento son iguales a los de la traza anterior, lo
que permite concluir que las dos trazas estudiadas corresponden ~
superficies paralelas
y
que en consecuencia se trata de capas
homoclinales.
3.7
Determinacin del patrn de afloramiento de capas
homoclinales
El patrn de afloramiento de una capa de rumbo
y
buzamiento
constantes puede predecirse, si se dispone de un mapa con curvas
de nivel topogrfico
y
se conoce la orientacin de la capa de inters
en Un punto cualquiera. En la solucin de este problema se aplica el
mismo procedimiento al planteado en el ejemplo anterior, pero en
secuencia inversa.
Ejemplo
3.3
En el punto A del mapa de la figura 3.8 aflora la base de una capa
homoclinal de arenisca con rumbo E-W y con buzamiento 45S; en-
el punto Baflora el techo de.la a
enisca ,
El intervalo entre curvas de
nivel topogrfico es de 100m. ../
Predecir el patrn de afloramiento de la base y del techo de dicha
capa, esdecir, dibujar sus trazas
y
determinar grficamente elespesor
. estratigrfico de la arenisca.
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Manual
de
Geologa Estructural/53
1 1
o 100 2 00 3 00 40 0 m
Escala
Figura
3.8 Determinacin de las trazas de la arenisca que aflora en A y B.
Procedimiento:
1) Trazar una lnea de rumbo E-W que pase por el punto A, cuya
elevacin es 300 m.
2) La distancia horizontal ~s) entre lneas de rumbo consecutivas
se puede calcular conociendo el ngulo de buzamiento 8 = 45 Y el
intervalo entre curvas de nivel h
=
100 m
h
As = - - 3.10) donde
tan o
As = 100 =
100m.
tan 45
3) Trazar lneas de rumbo paralelas a la lnea 300 m y distanciadas
a 100 m, medidos a la escala del mapa.
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48/180
54/ Jorge Arturo Camargo Puerto
4) Marcar con crculos las intersecciones de las lneas de rumbo
de la base de la capa con las curvas de nivel de igual elevacin; cada
crculo representa un punto de afloramiento de la base de la capa.
5) Dibujar la traza uniendo todos los crculos o puntos de
afloramiento de la base de la capa.
6) Repetir el procedimiento anterior para construir la traza
correspondiente al techo de la capa de arenisca.
7) Trazar sobre el mapa las lneas de rumbo E-W contenidas en
el techo de la capa.
8) Marcar con cruces las intersecciones de las lneas de rumbo
del techo de la capa con las curvas de nivel de igual elevacin.
9) Dibujar la traza del techo de la capa, uniendo todas las cruces
o puntos de afloramiento del techo de la capa.
10) Dibujar una seccin auxiliar perpendicular al rumbo de la
capa y medir a la escala del mapa el espesor estratigrfico de la
arenisca.
3.8 Ejercicios
Ejercicio 3.4
Construir a la misma escala del mapa los perfiles geolgicos A-B y
C-D sealados en la figura 3.7. Disear la escala vertical igual a la
escala horizontal.
Ejercicio 3.5
En el rea del mapa de la figura 3.9 aflora una secuencia homoclinal
de shale, que contiene tres capas delgadas de carbn espesores entre
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49/180
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56Jorge Arturo Camargo Puerto
Ejercicio 3.6
Los puntos A, B YC corresponden a tres pozos verticales que
perforaron el tope de una arenisca petrolfera a las siguientes cotas:
A
=
-3500 pies, B
=
-7000 pies
y
C
=
-4500 pies. (Figura 3.10)
Determinar el rumbo
y
buzamiento de la arenisca
y
calcular a qu
cota se pinchara la arenisca si se perfora el pozo D en el sitio
indicado.
Ejercicio 3.7
/
Durante un levantamiento geolgico en el rea del mapa de la
figura 3.11, se localizaron 6 contactos geolgicos y en todos los casos
el rumbo y buzamiento de las capas se mantuvo constante: N49Ej
27SE.
Estacin
Contacto observado
1
2
3
4
5
6
base de caliza gris
base de shale negro
base de limolita
base de shale gris
base de arenisca acufera
base de lodolita
Construir la seccin A-A' teniendo en cuenta el buzamiento
aparente. Determinar las seis trazas de los contactos observados. Si
se perfora un pozo vertical en A para extraer agua subterrnea de la
arenisca acufera, calcular laprofundidad que debe tener dicho pozo
para que perfore la arenisca en todo su e5pesor.
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Manual de Geologa Estructural/57
4
\
o - .3 5 < X >
\
..I.{OO J
I~
o
o
5
o
Figura 3.10 Mapa correspondiente al ejercicio 3.6.
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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58/
Jorge Arturo Camargo Puerto
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,,
. ,
,
, ,
~.
\
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
~
..
-
-
r .
:
\
,
,
,
,
, ,,
,
,
,
, '
,
, ,
o 200 400 600 800 m
Figura
3.11 Mapa geolgico correspondiente al ejercicio 3.7.
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53/180
4
Descripcin y clasificacin de pliegues
Objetivos
Describir la forma
y
la orientacin de pliegues.
Clasificar pliegues con base en diferentes criterios.
Reconocer patrones de afloramiento de pliegues.
Estecaptulo est dedicado al estudio de la forma, de1a clasificacin
de los pliegues y a la construccin de secciones, geolgicas que
involucren rocas plegadas, con nfasis en los mtodos de
construccin de las. secciones, sin considerar las fuerzas
y
mecanismos del plegamiento .:
4 Terminologa
kos pliegue~on deformaciones lsticas de las .cas
se imentarias cano-sedimentarias y metamrficas, que ocurren
bajo condiciones de alta temperatura
y
alta presin,
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60/ Jorge Arturo Camargo Puerto
Charnela:
zona de mayor curvatura de un pliegue. Figura 4.1).
Cresta:
punto ms alto de un pliegue anticlinal.ff igura 4.1).
Seno:
punto ms bajo de un pliegue_sinclinal. Figura 4.1).
~ = >
Flanco:
porcin adyacente al punto de inflexin. Figura 4.1).
P unto de inflexin:
p~to medio de un plie ue donde la curvatura
pasa de cncava a convexa. Figura 4.1).
P liegue s im tr ico :
pliegue que cumple las siguientes condiciones: a)
la superficie media es planar b) el plano axial es normal a la superficie
media e) existe simetra con relacin al plano axial. Figura 4.1).
P lie gu e a sim tr ic o:
pliegue no simtrico. Figura 4.1).
L nea d e ch arn ela :
lnea que une puntos de charnela. Figura 4.1).
L nea de cresta:
lnea que une puntos de cresta. Figura 4.1).
Plano
o
sUEerf ic ie ax ia l:
plano que pasando por la zona de charnela
. divide simtricamente un liegue. Figura 4.2).
T ra za a xia l:
lnea de interseccin entre el plano axial y la superficie
del terreno; si el terreno es plano la traza axial es una lnea recta.
Figura
4.2).
E je de plieg ue:
lnea imaginara que forma la interseccin del J2lan.o.-
axial con una capa cualguiera de un pliegue. El eje puede ser
horizontal, vertical o buzante. Si esbuz ante, el ngulo de inc . i~
del e J ~con respecto a la horizontal, medi o en un plano vertical, es
llamado ngulo de inmersin y se representa con una flecha que
apunta en aauecclOn en que se profundiza el eje. Figura 4.2) ..
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Manua l de Geolo g a E s tr uc tu ra l / 6
Lnea de
cresta
Y Lnea de
.-- charnela
--.uperficie
media
Punto de
charnela
axial
Fig ura 4.1 Elementos de pliegues .
Figura 4.2 Bloque diagrama. Elementos de pliegues. (Tomado de Butler, 1988).
Sin forme:
pliegue de forma cncava, (Figura 4.3b),
Antifo rme:
pliegue de forma convexa. (Figura 4.3b).
Sinclinal:
pliegue en cuyo ncleo yacen rocas ms jvenes que haci~
la periferia. (Figura 4.3a).
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6 JorgelArturo Camargo Puerto
_ftnJiclinal:
pliegue en cuyo ncleo yacen rocas ms antiguas que
hacia la periferia. Figura 4.3a).
P lie gu e b uza nte :
pliegue con lnea de charnela eje de pliegue) con
inmersin. Figura 4.6).
P liegue ver tica l: pliegue con lnea de charnela vertical. Figura 4.3e).
P lieg ue vo lcad o: pliegue con un flanco normal y otro invertido.
Figura 4.3f).
Plief5:recumbente:
pliegue consuperficieaxialhorizontal. Figura4.3g).
P lie gu e c iln dr ic o:
pliegue generado or una lnea rectaJparal~
la lnea de charnela) llamada eje del plie ue, uese mueve
paralelamente a si misma en el es acio. LO~_Rlieguesque no son
cilndricos no tienen eje.
Sinclinal
(a )
(c) (d)
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Vertical
M anua l de G eolog a E structu ra l / 63
,.
Volcado
Recumbente
(e)
f)
(g)
F ig ura
4.3 Diferentes tipos de pliegues. Tomado de Rowland, 1986)..
4 2 Clasificacin de pliegues
A continuacin se ilustran algunos de los criterios morfolgicos
ms utilizados en la clasificacin de pliegues:
4.2.1 In tensidad del p legam ien to
La intensidad del plegamiento.se manifiesta en la magnitud del
ngulo interflancos: a menor ngulo corresponde mayor intensidad
de plegamiento. Ver tabla 4.l.
Tab la
4.1
Angula Interflancos
Clasificacin del pliegue
lo
0_2
Pliegu~ isoclinal
2.
2 - 30
Pliegue apretado
3.
30 - 70
Pliegue cerrado
4.
70 -120
Pliegue abierto
5.
120 -180
Pliegue suave
La figura 4.4 ilustra la forma de los pliegues de conformidad con
este criterio de clasificacin.
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64/
Jorge Arturo Camargo Puerto
Suave
(120
2
-180
2
)
APretador
(22-30
2
)
Isoclinal
(0
2
-22)
Figura
4.4 Clasificacin de pliegues segn la intensidad del plegamiento.
Tomado de Rowland, 1986).
4.2.2 F orm a en secci n tra nsversa l
Segn ste criterio existe una gran diversidad de pliegues; la
terminologa utilizada es meramente descriptiva. Figura 4.5).
P liegue en ca ja: pliegue con doble charnela y forma sub -
rectangular. Figura 4.5a).
P liegue angu lar: pliegue con charnela aguda y flancos rectos.
Figura 4.5b).
P lieg ue d ia prico : pliegue con amplia zona de charnela
y
flancos
convergentes hacia el ncleo. Figura 4.5c). ,
P liegue en qbanico: pliegue con flancos convergentes hacia el
ncleo. Figura 4.5d).
P liegu e p aralelo: pliegue en el cual cada capa conserva su espesor
constante. Figura 4.5e).
P lieg ue c on cn tric o: pliegue con capas de espesor constante
y
de
igual centro de curvatura. Figura 4.5f).
P lieg ue sim ila r: pliegue en el cual la forma de las capas se mantiene
a profundidad; esto implica adelgazamiento de las capas en los
flancosyengrosamiento de las mismas en las chamelas. Figura 4.5g).
P liegue disarm nico: pliegue en el cual la forma de las capas
superior:es vara con la profundidad. Figura 4.5g).
.
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Manua l de Geolog a E structural / 65
a pliegue en caja
c p liegue diapr ico
e pliegue paralelo
g pliegue similar
b pliegue angular
d pliegue en abanico
1 pl iegue concntr ico
h pliegue dtsarmonlco
Figura
4.5 Formas de pliegues en seccin transversal.
4.2.3 P osicin del plano axial
y
lnea de charnela
Este criterio de clasificacin es muy til para describir la orientacin
de los pliegues. En la figura 4.6 obsrvese que en el pliegue recto-
horizontal, es decir, el pliegue con plano axial vertical y lnea de
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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Jorge Arturo Camargo Puerto
charnela horizontal, la cresta y la charnela coinciden, por tanto, las
lneas de cresta y de charnela coinciden; adems, estas dos ltimas
lneas tambin coinciden con el eje del pliegue.
Los dems pliegues que se ilustran en la citada figura resultan de
cambios en la posicin ya sea del plano axial, ya sea de la lnea de
charnela o de cambios en la posicin de ambos elementos a la vez.
Ver t ica l
Rec to h o r izo n tal In c l in ad o h o r izo n ta l
~
Recumbente
Figura 4.6 Clasificacin de pliegues segn la posicin del plano axial
y
de la
lnea de charnela. Tomado de Ragan, 1985).
4.3 Patrn de afloramiento de pliegues
El patrn de afloramiento de los pliegues en el terreno y su aspecto
en los mapas geolgicos depende de la geometra de los pliegues y
del efecto de la topografa. Cuando la topografa es horizontal o casi
plana los patrones de afloramiento de pliegues simtricos o
asimtricos ya sean horizontales o buzantes, son sencillos de
interpretar. En contraste, en relieve montaoso, la interpretacin de
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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Man ua l de G eo lo ga E stru ctu ra l /
67
los patrones de afloramiento de pliegues se hace ms compleja,
debido a que las trazas de los contactos entre unidades sufren el
mismo efecto topogrfico que origina los diferentes patrones de
afloramiento relacionados con la Regla de la
v.
Figura 4.7).
~ b
Figura
4.7 Efecto topogrfi~obr/el patrn de afloramiento de un pliegue
anticlnal-rectr-horizontal: a) aflorando en relieve plano b)
aflorando en relieve montaoso. Modificado de Ragan, 1985).
La figura 4.7 ilustra un pliegue recto-horizontal y su
correspondiente perfil; en el caso a) el pliegue aflora en un terreno
plano y en el caso b),el mismo pliegue aflora en terreno montaoso.
4 3 1 Patrones de afloramiento de pliegues horizontales
En relieve plano, este patrn es muy fcil de interpretar porque
consiste de trazas rectilneas y paralelas; si los pliegues horizontales
son adems rectos, simtricos, la anchura de afloramiento de las
capas en ambos flancos es igual, mientras que si se trata de pliegues
inclinados, asimtricos, la anchura de atoramiento se hace menor
en los flancos de mayor buzamiento. Figura 4.8).
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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68/Jorge Arturo Camargo Puerto
En relieve montaoso, es necesario aplicar la Regla de la v en
los flancos de los pliegues, para determinar las lneas de rumbo y
el buzamiento de las capas en cada flanco. Si las lneas de rumbo de
ambos flancos de un pliegue resultan paralelas, significa que el
pliegue es horizontal y si las trazas de algunas capas forman cierre
como en el caso de la figura 4.7b, se trata slo de un cierre aparente
debido al efecto topogrfico.
~
N
~ I r
Escala
/ Traza axial
N
~
Escala
Anticlinal simtrico, recto.
(a)
(b)
Figura
4.8 Mapas
y
bloques diagrama que ilustran el patrn de afloramiento de
anticlinales horizontales: a) simtrico b) asimtrico Modificado de
Spencer, 2000).
4.3 .2 P atrones de a flo ram ie nto d e p lie gu es buzantes
En relieve plano, este patrn es muy fcil de interpretar porque
consiste de trazas rectilneas y convergentes; si se trata de pliegues
rectos, simtricos, la anchura de afloramient? de las capas en ambos
flancos es igual, mientras que si se trata de pliegues inclinados,
asimtricos, la anchura de aforamiento se hace menor en los flancos
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
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n tic lin al b uzan te
Manual
de
Geologa Estructural
/69
de mayor buzamiento. En pliegues buzantes las trazas de las capas
de un flanco son convergentes con las trazas del flanco opuesto y
forman un cierre. Figura 4.9).
1
~.
.
.
. ~
: ~ ;
.
.
~
(a )
~km
( b )
Figura 4.9 Mapa y bloque diagrama que ilustran el patrn de afloramiento de un
pliegue anticlinal recto- buzante hacia el noreste. (Tomado de Spencer,
2000). .
En los anticlinales las capas forman un cierre en la direccin en
que se profundiza el eje del pliegue lnea de charnela), llamado
cierre periclinal, en tanto que en los sinclinales, las capas forman un
cierre en la direccin en que se levanta el eje, llamado cierre
centriclinal.
Cuando el relieve es montaoso, es necesario aplicar la Regla de la
Vcomo en el caso anterior; si las lneas de rumbo de ambos flancos
de un pliegue resultan convergentes significa que el pliegue es
buzante, por tanto, los cierres que dibujan las trazas de las capas
son verdaderos, es decir, que igual se formaran si el relieve fuese
plano o montaoso.
Cuando en los mapas geolgicos no hay buzamientos y smbolos
cartogrficos que diferencien los pliegues anticlinales de los
sinclinales, la aplicacin de la Regla de la V en los flancos de
los pliegues, permite diferenciar los pliegues anticlinales de los
sinclinales y adems reconocer si son pliegues normales o
7/26/2019 Manual de Geologa Estructural - Jorge Arturo Camargo
64/180
70/
Jorge Arturo Camargo Puerto
volcados, siempre y cuando se conozca el orden de la secuencia
estratigrfica.
Este procedimiento tambin permite deducir la actitud del eje del
pliegue y determinar la posicin aproximada de la traza axial en el
mapa. La actitud del eje de un pliegue de tipo angular o en general,
de un pliegue cilndrico, se reduce al problema de encontrar la lnea
de interseccin de dos planos tangentes a cada flanco del pliegue,
que es muy fcil de solucionar utilizando el mtodo de la proyeccin
estereogrfica.
4 4 Construccin de
secciones estructurales
en rocas plegadas
Las seccionesestructurales o perfiles en rocas plegadas, representan
fielmente el subsuelo, en la medida que la informacin geolgica de
superficie sea precisa y que haya sido complementada con datos de
perforaciones profundas. De otro lado, es importante que el
intrprete conozca el estilo tectnico y la geologa del rea de estudio.
En la construccin de secciones estructurales en rocas plegadas, se
utilizan diferentes mtodos, en funcin del grado de competencia
de las rocas involucradas en el plegamiento y del grado de
deformacin de las capas.
Mtodo m ano alzada:
aplicable a cualquier rea independientemente
del grado de complejidad del plegamiento y del tipo de rocas
involucradas.
Mtodo del arco: recomendado para pliegues que involucran rocas
competentes las cuales originan pliegues concntricos espesor
constante e igual centro de curvatura).
Mtodo del arco com plem entado con el m todo m ano alzada: recomendado
para rocas competentes intercaladas con rocas incompetentes, las
cuales originan pliegues similares espesor variable).
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Manu al d e G eo lo ga E stru ctu ra l / 7
M todo de la seccin ba lanceada: muy utilizado en reas que han
sido plegadas de manera relativamente simple.
4.4.1 M todo m ano alzada
El primer paso consiste en la construccin del perfil topogrfico,
orientado en lo posible, perpendicularmente al rumbo de la
estratificacin. Si existen varios buzamiento s se prefieren los ms
cercanos a la lnea de la seccin o se proyecta al plano de la seccin,
un valor promedio del buzamiento. Cuando la seccin estructural
corta la estratificacin con ngulo diferente a 90, los ngulos de
buzamiento reales deben ser corregidos a buzamiento s aparentes y
luego proyectados al plano de la seccin estructural.
Procedimiento:
1) Proyectar cada buzamiento y cada contacto geolgico al plano
de la seccin, paralelamente al eje de plegamiento.
2) Dibujar en la seccinlneas auxiliares de buzamiento, con ayuda
del transportador, que sirven de guas para trazar los contactos entre
unidades; despus dibujar las capas con lneas curvas suaves,
conservando constantes los espesores.
3) Mostrar con lnea puntada la parte erosionada de las estructuras
geolgicas. Figura 4.10).
4) Trazar en la seccin estructural los planos 0- superficies axiales
de los pliegues.
5) Proyectar de la seccin estructural al mapa la posicin de los
planos axiales y dibujar en el mapa las trazas axiales usando los
smbolos correspondientes a los diferentes tipos de pliegues.
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Jorge Anuro Camargo Puerto
A
A
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Figura 4 1
Construccin de una seccin perpendicular al rumbo de las capas
por el mtodo mano alzada. Tomado de Rowland, 1986).
4.4.2 M todo del arco
Este mtodo fue originalmente propuesto por B.G. Busk (1.929);
se aplica slo para pliegues formados por flexo-deslizamiento,
mecanismo tpico de rocas competentes que originan pliegues
cilndricos o concntricos.
El mtodo del arco es considerado ms preciso que el anterior,
pero no necesariamente ms correcto y est basado e,nlas siguientes
premisas:
El espesor de las capas es constante.
La transicin de un buzamiento a otro es suave.
Procedimiento:
La figura 4.11 ilustra la aplicacin de este mtodo; los pasos a seguir
son los siguientes:
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Manua l
de
G eo log a E stru ctu ra l /
7
1) Dibujar con la ayuda del. transportador, lneas auxiliares
perpendiculares a cada uno de los buzamientos medidos en los
contactos geolgicos a,b,c,..
1
a lo largo de la seccin estructural.
Prolongar las lneas auxiliares hasta que se intercepten con las lneas
auxiliares contiguas.
2) Trazar arcos concntrico s con la ayuda de un comps,
haciendo centro en los puntos de interseccin de perpendiculares
adyacentes; por ejemplo el punto 1 sirve de centro de una serie
de arcos entre los buzamientos a y b; el punto 2 es centro de una
serie de arcos entre los buzamiento s b y c, que empalman con los
arcos del tramo ab.
3) Redondear p . mano alzada las charnelas que resulten muy
agudas en el proceso anterior de trazado de arcos.
4) Mostrar con lnea punteada la parte erosionada de las
estructuras geolgicas.
4.4.3 M todo del arco com binado con el m todo m ano a lzada
Este mtodo se aplica para pliegues formados por flujo-flexo-
deslizamiento, mecanismo de plegamiento tpico de pliegues que
involucran capas competentes alternando con capas incompetentes;
con frecuencia en las zonas de charnela los espesores dejan de ser
constantes y por tanto el mtodo del arco no es aplicable; en estas
zonas se utiliza el mtodo de mano alzada y en los sectores en que el
plegamiento es suave y de tipo concntrico se aplica el mtodo del
arco antes descrito.
4.4.4 M tod o de la seccin ba lan ceada
La filosofa de este mtodo se resume en la siguiente afirmacin
de Dahlstrom 1969): si una seccin est balanceada, tiene
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Figura
4.11 Seccin geolgica transversal construida por el mtodo del arco. Tomado de Badgley, 1959).
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Escala
F ig ura 5.21 Mapa y perfiles topogrficos para el ejercicio 5.5. (Tomado de
Simpson, 1963).
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Ejercicio 5.6
1. Identificar y trazar los ejesde los pliegues en elmapa de la figura 5.22.
2. Enumerar de ms antiguo a reciente las unidades que afloran
en el rea. Asumir que el grupo volcnico es una unidad concordante.
3. Construir el corte A-A .
4. Clasificar la falla y los pliegues.
5. Localizar en el mapa una o dos perforaciones para extraer agua
subterrnea, teniendo en cuenta que la caliza es un excelente acufero.
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