Aplicación de imágenes Landsat (tm y etm+) en … · que nos indica una actividad tectónica...

Cadernos Lab. Xeolóxico de LaxeCoruña. 2007. Vol. 32, pp. 47 - 62

ISSN: 0213 - 4497

Aplicación de imágenes Landsat (tm y etm+) en estudios geoestructurales en el NO

del Macizo Ibérico

Application of Landsat images (TM and ETM+) ingeostructural studies in the NW Iberian Massif

MARTÍN-GONZÁLEZ, F. 1, CARREÑO CONDE, F. 1, & DE PABLO, M.A.2

Abstract

In this study we have checked and contrasted the contribution that Thematic Mapper sensorsfrom Landsat 5 and Landsat 7 can provide to geostructural studies of Mesozoic and Cenozoictectonics in variscan basements. To do that we have compiled the common image processingmethods from bibliography and we have essayed suitable techniques to emphasise geologicalfeatures in this type of basement. We have selected a region in the NW Iberian Massif withgood geological cartographies to contrast with the results from the satellite images interpreta-tion. The processing methods applied have permitted us to bring out mainly lithologies asquartzite, schist formations and granites from the Palaeozoic and detritic sediments from theTertiary. Our lineament analysis on Landsat images reveals that the main fracture directions ofthe studied region are NE-SW and E-W. This study shows that the analysis on Landsat satelli-te images is a useful, widely available and inexpensive tool for detecting Mesozoic andCenozoic tectonic structures in variscan basement as the NW Iberian Massif is.

Key Words: Lineament analysis; Landsat TM data; Geological mapping; Iberian Massif; NWSpain.

(1) Área de Geología -ESCET-, Universidad Rey Juan Carlos, C/Tulipán s/n, 28933, Móstoles(Madrid) e-mail: [email protected](2) Departamento de Geología. Universidad de Alcalá. 28871, Alcalá de Henares (Madrid).

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INTRODUCCIÓN

Las técnicas de teledetección y, más con-cretamente, de imágenes de satélite multies-pectrales han sido utilizadas en numerosos tra-bajos geológicos y estructurales en el MacizoIbérico (BLANCHARD Y COTARD, 1979;CROUSILLES, 1978; GUTIÉRREZ CLAVE-ROL et al., 1987, 1988; MARTÍNEZ ALON-SO Y SOLÉ SUGRAÑES, 1989; GUMIEL etal., 1991; MARTÍN SERRANO, 1994), siendouna de las técnicas clásicas para el estudioestructural y el reconocimiento de lineamien-tos en este tipo de terrenos. Las principalesventajas que aportan estas técnicas en geologíason: 1.- la posibilidad de cubrir amplias zonasy por tanto caracterizar grandes estructuras, 2.-estos sensores trabajan en regiones del espec-tro electromagnético más amplias, sin limitar-se a las regiones visibles de espectro, 3.- Elformato digital de la información permite rea-lizar tratamientos matemáticos y estadísticos,4.- la información georreferenciada se integracon rapidez en Sistemas de InformaciónGeográfica (SIG) y, finalmente, 5.- la posibili-dad de utilizar sensores con diferente resolu-ción espacial y trabajar a distintas escalas.

El objetivo de este trabajo es comprobarlas aportaciones que ofrecen los datos obteni-dos por los sensores Thematic Mapper de lossatélites Landsat 5 y Landsat 7 (TM y ETM+,respectivamente) en estudios de tectónicacenozoica y mesozoica en basamentos varis-cos. Para ello se han recopilado y aplicado auna zona del NO del Macizo Ibérico los trata-mientos más comunes propuestos por diferen-tes autores y se han ensayado otros nuevosacordes con las necesidades del estudio de latectónica mesozoica y cenozoica en el NOpeninsular. Los estudios de esta actividad enel NO del Macizo Ibérico presentan dificulta-des debido a la ausencia de sedimentos meso-zoicos y la escasez y difícil datación de lossedimentos terciarios (MARTÍN SERRANOet al., 1996). Por tanto, se hace necesario eluso de otras técnicas y el desarrollo de meto-dologías que faciliten este tipo de estudios.

Para ello se ha seleccionado un sector delMacizo Ibérico con una importante deforma-ción varisca y con terrenos de esquistos, gnei-ses y granitos paleozoicos, cubiertos porpequeñas cuencas y afloramientos detríticosterciarios (Figura 1). Este sector cuenta conun buen conocimiento geológico y numerosascartografías, lo que permite considerarlo unbuen ejemplo para contrastar los resultadosque se obtengan. El estudio geoestructural hatenido dos objetivos. Por un lado, como estu-dio previo, reconocimiento inicial y apoyo dela cartografía geológica a pequeña escala. Porotro, como criterio para establecer los princi-pales lineamientos de la zona que serán pos-teriormente analizados para reconocer posi-bles fallas o zonas de fracturación mesozoicasy cenozoicas.

La utilización de imágenes Landsat sedebe a las importantes ventajas que presentanfrente a otros sensores remotos. Por un lado,se trata de unos sensores ampliamente acredi-tados y contrastados, cuyas especificacionesson conocidas por los profesionales de lasgeociencias. Por otro lado, sus datos empiezana estar disponibles en acceso libre para toda lacomunidad científica, lo que abarata el costede los estudios. Este es el caso, por ejemplo,de las imágenes que se suministran a través delos proyectos Image 2000 (ComisiónEuropea) y Geocover Landsat (NASA).Image2000(http://image2000.jrc.it/index.html) es parte del proyecto I&CLC2000 Project(Image 2000 and CORINE Land Cover 2000)y consiste en un servidor de imágenes ymosaicos Landsat gestionado por la LandManagement Unit (LMU) perteneciente a laEuropean Commission’s Joint ResearchCentre con base en Ispra, Italy. GeocoverLandsat (https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/) esun proyecto gestionado por la agencia aeroes-pacial NASA como parte del proyecto GlobalLand Cover Facility desarrollado por el USGS(United States Geological Survey) a través delUnited Nations Environment Programme,para la distribución de mosaicos de imágenesLandsat con cobertura global.

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CONTEXTO GEOLÓGICO

La zona de estudio se encuentra en la termi-nación occidental de los relieves de laCordillera Cantábrica (Sierra de Ancares) y suenlace con los relieves de Los Montes Galaico-Leoneses y Orensanos, donde se ubica la Sierradel Caurel. Todos estos relieves obliteran losrelieves apalachianos de rumbos variscos, loque nos indica una actividad tectónica cenozoi-ca importante cuyo análisis es el objetivo de

este trabajo. Por otro lado, estos relieves dejandepresiones en sus articulaciones con lasLlanuras Lucenses donde se encuentran lascuencas terciarias. Además de estas grandesdepresiones, encontramos las depresiones delSil y la cuenca de El Bierzo que separan losprincipales relieves antes mencionados.

La zona de estudio está constituida esen-cialmente por materiales precámbricos y pale-ozoicos del denominado Macizo Ibérico.Estos materiales fueron deformados principal-

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Figura 1.- Esquema geológico del NO peninsular con la localización de la zona de estudio.


mente durante la Orogenia Varisca, e intruidospor diferentes tipos de granitoides antes delPérmico (Figura 2). Sobre los materiales poli-

deformados y los granitoides, se encuentrandiscordantes pequeños restos de sedimentosterciarios y cuaternarios.


Figura 2.-Mapa geológico de síntesis de la zona de estudio en el que se indican las principales estructurasVariscas. Síntesis realizada principalmente a partir de la cartografía MAGNA a escalas 1:50.000 y1:200.000.


Las deformaciones variscas son responsa-bles de la deformación principal de las rocasde la zona (MARTÍNEZ CATALÁN, 1981;GONZÁLEZ LODEIRO et al., 1982;BARRERA et al., 1989). Primeramente se pro-ducen las etapas de generación del orógenoresponsables de la generación de plieguesacostados con vergencia al E, de amplitud kilo-métrica con el desarrollo de esquistosidades ypliegues menores asociados, así como grandesmantos de cabalgamiento (como por ejemploel manto de Mondoñedo). Y finalmente, lasetapas de desmantelamiento del orógeno quese caracterizan por una etapa extensional consistemas de fallas normales como la falla deVivero y San Clodio, y replegamiento de lasestructuras anteriores (Figura 2).

Con estas etapas se generan las principalesestructuras variscas que están condicionadaspor la deformación originada en la colisiónque emplazó de Oeste a Este los complejosalóctonos, y todo esto modificado por estruc-turas extensionales que laminaron las estruc-turas iniciales. Por este motivo las estructurasvariarán según las zonas en las que se encuen-tren dentro del Macizo Ibérico y de su división(LOTZE, 1945). Así, dentro de la zona deestudio se distinguen, en la parte más occiden-tal, dentro del dominio del Ollo de Sapo, unanticlinorio que en su parte septentrional, apa-rece limitado por dos fallas normales la deValdoviño y la de Vivero (Figura 2). En laZona Asturoccidental-Leonesa, las estructurasmás destacables son pliegues de direcciónNO-SE, que en ocasiones tienen flancosinvertidos que pasan a cabalgamientos y quefacilitan así el transporte tectónico hacia el E.(MARTÍNEZ CATALÁN, 1981; MARTÍNEZCATALÁN et al., 1990; ARENAS YMARTÍNEZ CATALÁN, 2003).

Por otro lado, la zona de estudio seencuentra en la región de transición entre losmetasedimentos de edad precámbrica y paleo-zoica característicos de la ZonaAsturoccidental Leonesa y la gran intrusión decuerpos graníticos que abunda al Oeste de lascuencas de Sarria y Monforte de Lemos

(Figura 2). Las rocas graníticas variscas seclasifican en función de su relación con ladeformación varisca (GONZÁLEZ LODEI-RO et al., 1982; BARRERA et al., 1989). Deesta forma se distinguen tres grupos: granitoi-des precoces, granitos sincinemáticos, y gra-nitos tardíos.

La tectónica de edades Mesozoicas yCenozoicas, del sector estudiado, debido a laausencia de sedimentos mesozoicos y la esca-sez y dificultad de datación de los sedimentosterciarios, ha sido agrupada generalmente enun amplio conjunto denominado TectónicaTardivarisca. En este contexto, sólo algunasfallas que tenían relación con los sedimentosterciarios, se han considerado como rejugadascon posterioridad, siendo, por tanto, de edadalpina (ej. PARGA, 1969; ARTHAUD YMATTE, 1975). Así, el estudio de la tectónicaalpina se ha centrado en las estructuras quelimitan o controlan las cuencas y afloramien-tos terciarios (ej. SLUITER Y PANNEKOEK,1964; MARTÍN-SERRANO, 1982;GONZÁLEZ LODEIRO et al., 1982;HERAIL, 1984; OLMO, 1985; VERGNO-LLE, 1990; SANTANACH, 1994; MARTÍN-GONZÁLEZ et al., 2003; YEPES Y VIDALROMANÍ, 2003; HEREDIA et al., 2004).

DATOS Y MÉTODOS

Para este trabajo se han utilizado datos delos satélites Landsat 5 y Landsat 7, analizandosus sensores Thematic Mapper (TM y ETM+,respectivamente). El tratamiento y análisismultiespectral se ha realizado con las 7 bandasdel TM que permiten un estudio en rango delespectro que comprende desde el visible hastael infrarrojo lejano. La resolución espacial esde 30x30 m en las siete bandas correspondien-tes al infrarrojo térmico, excepto en la banda6, que es de 120x120 m. En las imágenesETM+ con características diferentes, la reso-lución espacial es de 15x15 m en pancromáti-co. Las imágenes fueron suministradas deforma gratuita de los servidores de la NASA(https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/) y de la



European Commission’s Joint ResearchCentre (http://image2000.jrc.it/index.html)(Image 2000, 2004; MDA FEDERAL, 2004)..

Para contrastar la información obtenida seha elaborado una cartografía de síntesis(Figura 2) basada principalmente en la carto-grafía MAGNA publicada a escalas 1:50.000y 1:200.000, y datos de campo propios(ABRIL HURTADO Y PLIEGO, 1974; APA-LATEGUI et al., 1981; GONZÁLEZ LODEI-RO et al., 1982; BARRERA et al., 1989;MARTÍN-GONZÁLEZ, 2005).

El tratamiento de las imágenes ha consis-tido en: 1.- correcciones geométricas y de pro-yección, 2.- mejora visual de las imágenes poraumento de contraste, 3.- estudio de los espec-tros de las diferentes formaciones para lamejor elección de las bandas a combinar, 4.-composición de imágenes RGB por combina-ción de bandas, 5.- estudio de ComponentesPrincipales (CP), 6.- aplicación de la técnicade Decorrelation Stretch (DS), 7.- generaciónde imágenes de cocientes, y 8.- superposicióncon otras bandas de información comoModelos Digitales del Terreno (MDT).

La corrección geométrica consiste en tra-tar los errores geométricos que tienen losdatos que envía el satélite (variaciones envelocidad y altura de la órbita del satélite, dis-torsiones panorámicas, irregularidades en lacurvatura de la Tierra, topografía, etc) deforma que la imagen pueda ser proyectada enun sistema de coordenadas cartográficas y, portanto, integrable en un SIG que facilite suinterpretación y análisis. Se ha utilizado unmétodo mixto de corrección por parámetrosorbitales y por puntos de control. La correc-ción por parámetros orbitales modeliza elerror por medio de información de la geome-tría orbital del satélite y se utiliza comocorrección inicial. La corrección por medio depuntos de control consiste en indicar puntosde coordenadas conocidas en la imagen y,posteriormente, por medio de una función querelaciona estos puntos con todos los píxeles dela imagen, se corrigen sus errores de posición.

También se han realizado diferentes pro-cesos de mejora de contraste que permitenadaptar la resolución de la informaciónradiométrica a la capacidad de visualizacióndel monitor. De esta forma, se ajustan losvalores que tienen un rango de 0 a 256, aunos valores que resalten en los monitorespor medio de la predistribución de los valo-res del histograma de frecuencias de la ima-gen (CHUVIECO, 2000).

Las imágenes de falso color o RGB (Red,Green and Blue), consisten en la combinaciónde tres bandas de información para formar unaimagen en color. Con este tipo de combinacio-nes se pretende extraer y resaltar la informa-ción en función de los colores resultantes.Esta técnica suele emplearse para resaltarvegetación sana, ya que se combinan las ban-das del infrarrojo cercano donde la vegetacióntiene una respuesta muy alta. Otra de las com-binaciones más usada es la denominada “colorverdadero” en la que se simula una fotografíacon color real, para ello se combinan las ban-das del espectro visible del sensor TM, gene-ralmente R=3, G=2 y B=1, cuya notación enadelante será TM 321.

Para reconocer cuáles son las bandas másaconsejables a combinar, se ha realizado unestudio de los espectros y contrastes espectra-les de las diferentes formaciones. Para ello seha realizado primeramente la identificación delos píxeles con menor cubierta vegetal pormedio de índices de vegetación normalizadoso NDVI (CHUVIECO, 2000). Este tratamien-to está especialmente indicado en una zonacomo el NO peninsular con una importantecubierta vegetal. El análisis de los espectros seha realizado en las zonas con menor NDVImediante una máscara. Posteriormente, se rea-lizaron los perfiles espectrales sobre el apila-miento de las 7 bandas del sensor TM. Conestos datos, se planificaron las combinacionesque más información proporcionan, tanto enimágenes RGB como en imágenes de cocien-tes, teniendo en cuenta los parámetros quedestacan en cada canal. Por otro lado, se hanusado también combinaciones obtenidas de



otros trabajos de zonas similares del MacizoIbérico (MARTÍNEZ ALONSO y SOLÉSUGRAÑES, 1989; ANTÓN PACHECO,1989; GUTIÉRREZ CLAVEROL, 1987 y1988; GUMIEL et al., 1991; RIAZA, 1994).Se han realizado y analizado 20 combinacio-nes RGB con diferentes resultados, de entrelas que se destacan en este trabajo por sumayor utilidad en los objetivos planteados, lassiguientes. TM 745 (GUMIEL et al., 1991,RIAZA, 1994), TM 741 y TM 742 son lascombinaciones donde mejor se observan losafloramientos y las formaciones de esquistos yareniscas frente a granitos y granitoides. Lacombinación TM 457 (ANTÓN PACHECO,1989) destaca los granitos sin alterar, las for-maciones detríticas y los esquistos. TM 354destaca las formaciones detríticas terciarias ylos contactos entre granitos. TM 234 y TM432 resaltan las distintas litologías, especial-mente, formaciones detríticas de los tercia-rios. TM 573 resalta las formaciones litológi-cas como esquistos, diferenciándolas de lito-logías más cuarcíticas, y una excelente dife-renciación de niveles detríticos terciarios. Yfinalmente, composiciones de color verdaderoTM 321 en las que la vegetación tiene muchainfluencia, pero en las que las interpretacionesse facilitan por la similitud con otro tipo deimágenes fotográficas del espectro visible.

En este trabajo también se han interpreta-do bandas de forma individual. De entre estasbandas destacan las Bandas TM 4, 5 y 7. LaBanda 4 infrarrojo cercano (0,76-0,90 ?m) yBanda 5 infrarrojo cercano (1,55-1,75 ?m)resaltan las rocas alteradas y zonas con hume-dad relacionadas con zonas y corredores defracturación. La Banda 7 infrarrojo lejano(2,08-2,35?m) se muestra útil para destacarcontrastes litológicos.

Las imágenes de cocientes consisten en ladivisión de los valores espectrales de dos ban-das. De esta forma se obtienen relaciones quedestacan los materiales que más se parecen.Una de las ventajas que tiene este proceso esque las relaciones son constantes, indepen-dientemente de la iluminación, con lo que la

influencia de la topografía desaparece.Además, la combinación de cocientes en imá-genes RGB permite recoger información de 6bandas en una sola imagen. En este trabajo sehan realizado cocientes y combinación decocientes, entre los que destacan por su apli-cación en la zona los TM 5/7 y 4/5, así comola combinación de cocientes TM 3/1-3/7-5/4.El cociente TM 5/7 remarca en valores altoslas rocas alteradas y ha sido utilizado paradistinguir rocas carbonatadas e hidroxilados.El cociente TM 4/5 destaca los crestones decuarcita aflorantes. Por último, la combina-ción de cocientes TM 3/1-3/7-5/4 disminuyelos efectos de la vegetación y pone de relievela alteración de elementos ferruginosos(RIAZA, 1994).

Las imágenes de componentes principales(CP) se fundamentan en la fuerte correlaciónque puede existir entre las diferentes bandas y,por tanto, en que parte de la información serepite. De esta forma, se resume un grupo devariables en un nuevo conjunto más pequeñosin perder una parte significativa de la infor-mación (CHUVIECO, 2000). Las CP ordenanesta información, separando el ruido de lainformación más repetida. Los datos recogi-dos en las 7 bandas se sintetizan, creando unasnuevas bandas en función de su correlación,siendo las CP similares a variables-resumen.Estas nuevas bandas son independientes entresí y no correlacionadas. Así, en este trabajo sehan realizado las componentes principales delas 7 bandas del sensor TM de Landsat 5.

La técnica Decorrelation Strecth (DS)consiste en obtener los componentes principa-les de tres bandas, posteriormente se contras-tan las bandas resultantes y después se realizala transformación inversa para volver a lasbandas principales. Esta técnica tiene la venta-ja frente a las CP de que las imágenes resul-tantes se pueden comparar e interpretar comolas de falso color.

Finalmente, se han realizado estudios deimágenes que combinan las bandas de infor-mación del sensor TM con modelos digitales



del terreno, de esta forma se ha obtenido unmodelo 3D realista.

• LineamientosLos lineamientos cartografiados a partir

del análisis de la información de sensores TMy ETM+ de Landsat, y obtenidos por medio detodas las técnicas descritas, han sido tratadospor medio del análisis estructural y por méto-dos estadísticos. Han consistido principalmen-te en la realización del mapa de lineamientos,diagramas en rosa por longitudes y frecuen-cias, mapas de frecuencia y densidad en fun-ción de distintas cuadrículas, y filtrados direc-cionales.

Debido a que el significado y naturalezade las observaciones geoestructurales y suinterpretación es motivo de controversia,como sucede por ejemplo con la identificacióndirecta de los lineamientos como fallas y/ofracturas, en este trabajo no se aborda su inter-pretación final como fallas, sino como unmodo de aproximación inicial a una zona, queluego ha de contrastarse con reconocimientosde campo, foto aérea, etc.

RESULTADOS E INTERPRETACIÓN DEESTRUCTURAS Y LINEAMIENTOS

El análisis de imágenes Landsat se hamostrado muy útil incluso en zonas con unaimportante cubierta vegetal como es elNoroeste peninsular. Por un lado, como estu-dio previo, reconocimiento inicial y apoyo dela cartografía geológica a pequeña escala(1:100.000 y 1:200.000), y por otro, como ins-trumento para reconocer los principales linea-mientos de la zona.

Se ha realizado un inventario de linea-mientos que pudieran ser asimilables a fallaso zonas de fracturación. El inventario y análi-sis de estos lineamientos ha sido uno de losprincipales objetos de este estudio, ya queestos lineamientos son la base, en muchoscasos, del reconocimiento de posibles fallasque podrán ser verificadas por medio de estu-dios complementarios (estudios geofísicos,

análisis geomorfológico, reconocimientosobre el terreno, etc.).

Las litologías que más han resaltado,después del tratamiento de los datos han sidoformaciones con grandes contrastes en surespuesta espectral. Estos grupos o forma-ciones han sido, principalmente, esquistos ymetasedimentos, terciarios arenosos, grani-tos y gneises. La distinta respuesta espectralha servido para seleccionar las técnicas deextracción de la información más efectivas.De esta forma, para la identificación deesquistos se han utilizado combinaciones debandas TM 741, TM 354, TM 432, TM 573,TM 457, TM 745 (Figura 3 A y E; Figura 5A y C). Por otro lado, han dado buenosresultados la banda TM 5 (Figura 3 B) y lacomposición RGB de las tres primeras CP(Figura 5 B). Los materiales terciarios are-nosos respondieron mejor a las combinacio-nes TM 457, TM 354, TM 573 (Figura 4 C,D y E; Figura 5 C), y también hubo buenarespuesta en la banda 5 (Figura 3 B), en lacomposición RGB de las tres primeras CP(Figura 5 B), y con la técnica de DS de lasbandas 741 (Figura 5 D). De esta forma sepueden identificar con claridad las cuencasde Monforte de Lemos, El Bierzo y Vega deEspinareda y San Pedro de Olleros (Figura 4C y D; Figura 5 B, C, y D). Las estructurasde sinclinales y anticlinales de Baralla yBecerreá (Figura 3 B.; Figura 5 A y D) y lasestructuras de deformación de las litologíasdel Dominio del Ollo de Sapo (Figura 3 A;Figura 5 C y D).

Se ha realizado un inventario de linea-mientos que pudieran ser asimilables a fallaso zonas de fracturación. El inventario y análi-sis de estos lineamientos ha sido uno de losprincipales objetos de este estudio, ya queestos lineamientos son la base, en muchoscasos, del reconocimiento de posibles fallasque podrán ser verificadas por medio de estu-dios complementarios (estudios geofísicos,análisis geomorfológico, reconocimientosobre el terreno, etc.) (Figura 6). Para el aná-lisis de los lineamientos se ha realizado un



estudio que consistió en la generación de unmapa de densidad de fracturación por longitu-des, diagramas de rosas de vientos con lasorientaciones, así como tratamientos estadís-ticos de los lineamientos (entre otros, histo-gramas de longitudes en función de la orien-tación, y de la longitud frente a la frecuencia)


(Figura 6 y Figura 7). Previamente a todosestos análisis, se han realizado filtrados deorientaciones de origen inequívocamente her-cínicos que, en la zona de estudio, son esen-cialmente generados por los contactos litoló-gicos de rumbos NO-SE. Del estudio de lasorientaciones y la distribución espacial se

Figura 3.- Distintos aspectos destacados tras las combinaciones RGB de las 7 bandas del sensor ThematicMapper (TM) del satélite Landsat 5. Mapa de localización sobre la síntesis geológica y sobre la Imagen defalso color real de la zona de estudio (TM 321) (F). A.- Antiforme del Ollo de Sapo (TM 741). B.- Sinclinalde Baralla y alternancia de esquistos y cuarcitas afectados por fallas NE-SO (TM 5).


deduce que los 244 lineamientos cartografia-dos, se agrupan en cuatro modas (N50º,N330º, N355º y N180º), aunque es el primergrupo el más representativo y el que cuentacon el 89.4% de la población. La media sehalla por tanto en N56.8º. Esta media reflejaclaramente lo que se observa en el mapa delineamientos, donde la dirección generalizaday dominante es NE-SO.

Las medidas dentro de la moda principal,se agrupan en tres subgrupos N20º-30º, N50º-60º y N70º. La distribución del primer subgru-po forma un corredor de igual dirección quelimita occidentalmente las cuencas de Sarria y

Monforte, así como el contacto entre los aflo-ramientos graníticos del Oeste gallego y losmetasedimentos, esta orientación se encuentrade igual modo en la vertiente Sur de Ancares.El segundo subgrupo es el que más homogé-neamente está distribuido en la zona, aunqueaparece mejor representado en las Sierras deAncares y Caurel. El tercer subgrupo apenasse encuentra representado en la mitad occi-dental de la zona, apareciendo principalmenteen Ancares y Los Montes Galaico-Leoneses.Destacan los lineamientos E-O que se obser-van en el interior de las cuencas terciarias delBierzo y O Barco.


Figura 4.- Distintos aspectos destacados tras las combinaciones RGB de las 7 bandas del sensor ThematicMapper (TM) del satélite Landsat 5. C.- Terciarios de la cuenca de El Bierzo afectados por fallas N70º-50ºy N30º (TM 354). D.-Cuenca de Monforte de Lemos afectada por fallas N30º y N50º (TM 341). E.- Pizarrasy cuarcitas del sinclinal del Caurel (TM 457). Localización en Figura 3.


En líneas generales los lineamientos másdestacables observados en las imágenes sonNE-SO y NNE-SSO (Figura 6). Se observancon claridad lineamientos del primer grupoque desplazan las formaciones de esquistos ycuarcitas en la zona de Baralla y Becerreá,sus movimientos son sinestrales con saltoshectométricos. Los lineamientos N20º-30ºlimitan el borde noroeste de la cuenca deMonforte de Lemos y el borde oeste de lacuenca de Sarria, mientras que el otro sub-grupo de lineamientos con dirección N50º-70º limitan los bordes norte de las cuencas de

Sarria, Quiroga y El Barco y los bordes meri-dionales de las cuencas de Monforte deLemos y Sarria. Los lineamientos N70º limi-tan el borde norte de la cuenca de El Bierzo,mientras que lineamientos más E-O limitanel borde Sur y los interiores de la cuenca.Estos lineamientos coinciden en líneas gene-rales con la fracturación regional cenozoica ymesozoica cartografiadas en la zona porotros autores (ej. BIROT Y SOLÉ, 1954;SLUITER Y PANNEKOEK, 1964; ABRILHURTADO Y PLIEGO, 1974; APALATE-GUI et al., 1981; GONZÁLEZ LODEIRO et


Figura 5.- Imágenes de la zona de estudio, tomadas del sensor Thematic Mapper (TM) del satélite Landsat5. A.- Imagen de la combinación RGB de las bandas 432. B.- Imagen RGB de las tres primeras componen-tes principales de las 7 bandas del sensor TM. C.- Imagen de la combinación RGB de las bandas 573. D.-Imagen obtenida a partir de la técnica de Decorrelation Stretch con las bandas 741.


al., 1982; HERAIL, 1984; OLMO, 1985;BARRERA et al., 1989; VERGNOLLE,1990; SANTANACH, 1994; MARTÍN-SERRANO, 1994; YEPES Y VIDALROMANÍ, 2003; MARTÍN-GONZÁLEZ etal., 2003; HEREDIA et al., 2004), lo quecorroboraría la eficacia de esta metodologíacomo una técnica rápida para cubrir grandeszonas de zócalos variscos, como es el casodel Macizo Ibérico.

La mayor densidad de lineamientos, seencuentra en las sierras de Ancares y Caurel

(con direcciones más E-O en la sierra deAncares), aunque existen importantes máxi-mos en los cursos del Sil y Miño, en concre-to en los rosarios de cuencas que atraviesa elSil (Figura 7). De la misma forma, se obser-van importantes alineaciones de máximos encorredores N30º y N50º. En cuanto a lostamaños de los lineamientos, los más largosllegan a tener 25 km y responden a las orien-taciones N20º-30º y en menor medida a lasN50º-60º.


Figura 6.- a.-Mapa de lineamientos de la zona de estudio, obtenido a partir de la interpretación de imágenesmultiespectrales de satélite. b.-Rosa de orientaciones de los lineamientos medidos


CONCLUSIONES

La metodología empleada en este trabajopara el análisis de imágenes multiespectralesde satélites de los sensores Landsat TM yETM+, se ha mostrado eficaz para el reconoci-miento a pequeña escala de una amplia zona ypara el reconocimiento de lineamientos en unazona de basamento varisco como la estudiada,incluso en el NO peninsular donde existe unaimportante cubierta vegetal. La eficacia deestos sensores radica principalmente en que setrata de unos sensores contrastados, cuyasespecificaciones son ampliamente conocidaspor los profesionales de las geociencias, y ade-

más, en que los datos empiezan a estar dispo-nibles en acceso libre. Además, estas técnicastienen las ventajas de los sensores de satélitede cubrir grandes áreas, grandes estructuras, deforma rápida, y con información numéricahomogénea fácilmente integrable.

El objetivo de este trabajo es comprobarlas aportaciones que ofrecen los sensores (TMy ETM+), y contrastarlos para la realizaciónde un trabajo geoestructural de tectónica ceno-zoica y mesozoica en basamentos variscos.Para ello se recopilaron y aplicaron los trata-mientos más comunes de diferentes autores yse ensayaron nuevos tratamientos acordes conlas necesidades del estudio de esta tectónica


Figura 7.- Mapa de densidad de fracturación por longitudes obtenido del mapa de lineamientos. El valor decada nodo es la longitud acumulada en metros de todas las longitudes que pasan a través de la celda unidad,isolíneas cada 200m.


en el NO peninsular. Los tratamientos más úti-les para resaltar las formaciones litológicas yestructuras en este tipo de terrenos han sidolos que potenciaban los contrastes en la res-puesta espectral. Las formaciones han sido,principalmente, esquistos cuarcíticos y meta-sedimentos, terciarios arenosos, granitos ygneises. Para la identificación de esquistos sehan realizado las combinaciones de bandasTM 741, TM 354, TM 432, TM 573, TM 457,TM 745. Para materiales terciarios arenososrespondieron mejor a las combinaciones TM457, TM 354, TM 573, y hubo buena respues-ta en la banda 5, en la composición RGB delas tres primeras CP, y con la técnica de DS delas bandas 741.

De esta forma, se han podido cartografiarlos lineamientos de la zona, que se agrupanprincipalmente en cuatro modas (N50º,N330º, N355º y N180º), aunque es el primergrupo el más representativo y el que cuentacon el 89.4% de la población. Las medidasdentro de la moda principal, se agrupan entres subgrupos N20º-30º, N50º-60º y N70º.

La distribución del primer subgrupo forma uncorredor de igual dirección que limita occi-dentalmente las cuencas de Sarria yMonforte, y los relieves de las Sierras deAncares y Caurel de las llanuras Lucenses.Destacan los lineamientos E-O que limitanlas cuencas terciarias del Bierzo y O Barco.En cuanto a los tamaños de los lineamientos,los más largos llegan a tener 25 km y respon-den a las orientaciones N20º-30º y en menormedida a las N50º-60º.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen las facilidades pres-tadas para el acceso gratuito a las imágenesLandsat al programa Image 2000 delEuropean Commission’s Joint ResearchCentre (http://image2000.jrc.it/index.html) ya los programas Global Land Cover Facility(http://www.landcover.org) y el GeocoverLansat de las agencias USGS y NASA, dedonde se han obtenido los datos necesariospara la realización de este trabajo.


Recibido: 02 / 05 / 2007Aceptado: 10 / 10 / 2007


BIBLIOGRAFÍA

ABRIL HURTADO, J. y RODRÍGUEZFERNÁNDEZ, L. R. (1981). MapaGeológico de España 1: 50.000. Hoja157(Oencia). IGME, Madrid.

ANTÓN PACHECO, C. (1989). Cartografíadigital de rocas en el área de Alburquerque-La Codosera, Extremadura, utilizando imá-genes Landsat Thematic-Mapper. En: IIIReunión Científica del Grupo de Trabajo enTeledetección, 157-168.

APALATEGUI, O. y CORRETGÉ, C. (1976).Mapa Geológico de España 1:50.000 Hoja98 (Baralla). I.G.M.E., Madrid.

ARENAS, R. y MARTÍNEZ CATALÁN, J. R.(2003). Low-P metamorphism following aBarrovian-type evolution. Complex tectoniccontrols for a common transition, as deducedin the Mondoñedo thrust sheet (NW IberianMassif). Tectonophysics, 365: 143-164.

ARTHAUD F. y MATTE PH. (1975). Les decro-chements tardi-hercinyniens du sud-ouest del’Europe. Geometrie et essai de reconstitu-tion des conditions de la deformation.Tectonophysics, 25: 139-171.

BARRERA MORATE, J. L., FARIASARQUER, P, GONZÁLEZ LODEIRO, F,MARQUÍNEZ GARCÍA, J, MARTÍNPARRA, L. M., MARTÍNEZ CATALÁN, J.R., DEL OLMO SANZ, A, DE PABLOMACIÁ, J. G., GALLASTEGUI, G, BEA, Fy VILLASANTE PINTO, R. (1989). Mapageológico de España 1:200.000, hoja17/27(Ourense/Verín), 284pp. ITGE,Madrid.

BIROT, P. y SOLE SABARIS, L. (1954).Recherches morphologiques dans le NW dela Peninsule Iberique. Mémoires etDocuments C.N.R.S , 4: 7-61.

BLANCHARD, J. P. y COTTARD, F. (1979).Etude de la distribution des gites métallifèrespar línterprétation photosatellite associée aláutocorrelation optique. Application auxgisements d´étain-tungtène du Nord-Ouestde la Peninsule Iberique. 7e. Reun. An. Sc.Terre, Lyon,

CHUVIECO, E. (2000). Fundamentos de telede-tección espacial. Rialp. Madrid. 568 p.

CROUSILLES, M. (1978). Teledétection spatia-le et fracturologie de la Chaine Cantabrique(Espagne). Example dúne approche métho-dologique. Bull. B.R.G.M., 4-1: 3-58.

GONZÁLEZ LODEIRO, F., HERNÁDEZURROZ, J., KLEIN, E., MARTÍNEZCATALÁN, J. R. y PABLO MACIÁ, J. G.(1982). Mapa Geológico de España 1:200.000. Hoja 8 (Lugo). IGME, Madrid.

GUMIEL, P, ANTÓN PACHECO, C y CAM-POS, R, (1991). Development of new multi-disciplinary techniques for mineral explora-tion in several areas of the western IberianPeninsula. Publ. esp. I.T.G.E. Madrid. 109 p.

GUTIÉRREZ CLAVEROL, M, LUQUE, C ySUÁREZ, V. (1987). El lineamiento tectó-nico Nazaré (W de Portugal)-Luarca (NWde España) y su implicación metalogénica.Geología de granitoides y rocas asociadasdel Macizo Hespérico, Ed. Rueda, 447-455.

GUTIÉRREZ CLAVEROL, M, LUQUE, C,MARTÍNEZ GARCÍA, E, RUIZ, F ySUÁREZ, V (1988). Los lineamientos dedu-cidos de imágenes de satélite de las ZonasCantábrica y Asturoccidental Leonesa (NWde España). Est.Geol. 44 (3-4), 263-270.

HERAIL, G. (1984). Géomorphologie et litologiede lór détritique. Piémonts et bassins intra-montagneux du NW de lÉspagne (LeBierzo,León). Editions du CNRS, Paris, 456 p.

HEREDIA, N., RODRÍGUEZ-FERNÁDEZ, L.R., VEGAS, R., DE VICENTE, G., CLOE-TINGH, S., GINER, J. y GONZÁLEZCASADO, J. M. (2004). CadenasCenozoicas del Noroeste peninsular. En:Geología de España, (Vera J.A., Ed.). SGE-IGME, Madrid, 619-621.

IMAGE 2000 (2004). Image 2000 & CorineLand Cover 2000 Project.http://image2000.jrc.it/index.html (acceso,Agosto 2005).

LOTZE, F. (1945). Zur Gliederung derVarisziden der Iberischen Meseta. Geotekt.Forsch., 6: 78-92.



MARTÍN-GONZÁLEZ, F. (2005). TectónicaAlpina, Neotectónica y Sismotectónica en laterminación occidental de los relieves cantá-bricos (Macizo Ibérico). Marco tectónico delas crisis sísmicas de Lugo. Tesis Doctoral.Universidad Complutense. Madrid. 313p.

MARTÍN-GONZÁLEZ, F., INSUA, J. M.,CAPOTE, R. y MARTÍNEZ-DÍAZ, J. J.(2003). Estudio gravimétrico de la cuencaterciaria de Sarria.(Lugo-España).Cadernos Laboratorio Xeolóxico de Laxe,28: 329-341.

MARTÍN-SERRANO, A. (1994). El relieve delMacizo Hespérico; génesis y cronología delos principales elementos morfológicos.Cadernos do Laboratorio Xeolóxico deLaxe. 19: 37-55.

MARTÍN-SERRANO, A. (1982). El Terciario deGalicia; Significado y posición cronoestrati-gráfica de sus yacimientos de lignito.Tecniterrae. 48: 19-41.

MARTÍN-SERRANO, A., MEDIAVILLA R. ySANTISTEBAN J.I., (1996). North-westernCenozoic record: present knowledge and thecorrelation problem. En: Tertiary basins ofSpain: the stratigraphic record of crustalkinematics, (Fried D. F. and Dabrio C. J.,Ed.). Cambridge University Press,Cambridge, 237-246.

MARTÍNEZ ALONSO, S. E. y SOLÉSUGRAÑES, L. (1989). Análisis de laestructura geológica de Galicia occidentalmediante imágenes Thematic Mapper. En:III Reunión Científica del Grupo de Trabajoen Teledetección. ITGE, Resúmenes.

MARTÍNEZ CATALÁN, J. R., (1981).Estratigrafía y estructura del domo de Lugo.Sector Oeste de la zona Asturoccidental-Leonesa. Tesis Doctoral. Universidad deSalamanca. Salamanca. 317 p.

MARTÍNEZ CATALÁN, J. R., PÉREZ ESTAÚN,A., BASTIDA, F., PULGAR, J. A. y MAR-COS, A., (1990). West Asturian-LeoneseZone: Structure. En: Pre-Mesozoic Geology ofIberia, (Dallmeyer y Martínez-García, Ed.).Springer-Verlag, Berlín, 103-114.

MDA FEDERAL, (2004), Landsat GeoCoverETM+ 2000 Edition Mosaics. Tile N-03-05.ETM-EarthSat-MrSID, 1.0, Sioux Falls,South Dakota: USGS. http://www.landco-ver.org.y https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/(acceso, Agosto 2005)

OLMO SANZ, A. (1985). Estudio geológico-sedimentario de las cuencas terciario-cuater-narias de Monforte de Lemos, Maceda yQuiroga. Cadernos do LaboratorioXeolóxico de Laxe, 10: 83-93.

PARGA, J. R. (1969). Sistemas de fracturas tardi-hercínicas del Macizo Hespérico. Trabajosdel Laboratorio Geológico de Lage, 37: 3-15.

RIAZA, A. (1994). Reflectancia en rocas en fun-ción de su litología y fábrica interna. ITGE,Madrid. 100 p.

SANTANACH, P. (1994). Las cuencas terciariasgallegas en la terminación occidental de losrelieves pirenaicos. Cadernos doLaboratorio Xeolóxico de Laxe, 19: 57-71.

SLUITER, W. I. y PANNEKOEK, A. J. (1964).El Bierzo, etude sedimentologique et geo-morphologique d´un basine intramontag-neux dans le NW de L´Espagne. LeidseGeologische Mededelingen, 30: 141-182.

VERGNOLLE, C. (1990). Morfogenese desreliefs cotieres associes a la marge continen-tale nord-espagnole. L’example du nord-estde la Galice. Laboratorio Xeolóxico deLaxe. Serie Nova Terra. 1., O Castro. 315 p.

YEPES TEMIÑO, J. y VIDAL ROMANÍ, J. R.(2003). Morphogenesis of the Orense Plains(NW of Spain). Cadernos do LaboratorioXeolóxico de Laxe, 28: 263-283.



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