CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE CUATRO SITIOS …
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CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE CUATRO SITIOS LOCALIZADOS EN ESTACIONES ACELEROGRÁFICAS DEL OBSERVATORIO SISMOLÓGICO CDMB – UDES KEYDY YULIETH RUEDA ORTIZ UNIVERSIDAD DE SANTANDER “UDES” FACULTAD DE INGENIERÍAS ESPECIALIZACIÓN EN GEOTÉCNICA AMBIENTAL BUCARAMANGA 2019
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CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE CUATRO SITIOS LOCALIZADOS
EN ESTACIONES ACELEROGRÁFICAS DEL OBSERVATORIO
SISMOLÓGICO CDMB – UDES
KEYDY YULIETH RUEDA ORTIZ
UNIVERSIDAD DE SANTANDER “UDES”
FACULTAD DE INGENIERÍAS
ESPECIALIZACIÓN EN GEOTÉCNICA AMBIENTAL
BUCARAMANGA
2019
CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE CUATRO SITIOS LOCALIZADOS
EN ESTACIONES ACELEROGRÁFICAS DEL OBSERVATORIO
SISMOLÓGICO CDMB – UDES
KEYDY YULIETH RUEDA ORTIZ
Código: 18591030
TRABAJO DE GRADO PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR
EL TÍTULO DE ESPECIALISTA EN GEOTECNIA AMBIENTAL
Director
MSc. CARLOS FERNANDO LOZANO LOZANO
UNIVERSIDAD DE SANTANDER “UDES”
FACULTAD DE INGENIERÍAS
ESPECIALIZACIÓN EN GEOTÉCNICA AMBIENTAL
BUCARAMANGA
2019
4
AGRADECIMIENTOS
A DIOS Y MI FAMILIA QUE SON TODO PARA MI.
A LA UNIVERSIDAD DE SANTANDER Y SUS PROFESORES
A MIS COMPAÑEROS Y DE MAS QUE APORTARON PARA CUMPLIR ESTE
OBJETIVO
5
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 14
1 OBJETIVOS ............................................................................................. 15
1.1 OBJETIVO GENERALES ..................................................................... 15
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................. 15
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................... 16
3 LOCALIZACIÓN ....................................................................................... 17
4 MARCO TEÓRICO .................................................................................. 18
4.1 GENERALIDADES ABANICOS ALUVIALES ....................................... 18
4.2 TECTÓNICA DE PLACAS .................................................................... 19
4.3 Tipos de falla ........................................................................................ 22
4.3.1 Fallas normales ................................................................................. 23
4.3.2 Falla inversa ...................................................................................... 23
4.3.3 Fallas de desplazamiento horizontal o transformantes ...................... 24
5 METODOLOGÍA ...................................................................................... 25
5.1 FASE I: RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DEL ESTADO DEL ARTE ....... 25
5.2 FASE II: VISITA DE CAMPO ................................................................ 26
5.3 FASE III: OFICINA ................................................................................ 27
6 MARCO GEOLÓGICO ............................................................................. 28
6.1 MARCO TECTÓNICO REGIONAL ....................................................... 28
6.2 ABANICO ALUVIAL DE BUCARAMANGA ........................................... 32
6
6.3 ESTRATIGRAFÍA ................................................................................. 33
6.3.1 Miembro Gravoso: ............................................................................. 34
6.3.2 Miembro órganos: .............................................................................. 34
6.3.3 Miembro Finos: .................................................................................. 35
6.3.4 Miembro Limos Rojos. ....................................................................... 35
6.4 GEOMORFOLOGÍA ............................................................................. 35
6.5 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL ............................................................... 36
6.6 ESTRATIGRAFÍA LOCAL..................................................................... 39
6.6.1 Estación Vivero Nazareth-Afloramiento 1 .......................................... 39
6.6.2 Columna estratigráfica vivero Nazareth ............................................. 41
6.6.3 Descripción muestra de mano vivero Nazareth ................................. 44
6.6.4 Estación Vivero Provenza -Afloramiento 1 ........................................ 45
6.6.5 Descripción muestra vivero Provenza. .............................................. 46
6.6.6 Estación campo hermoso .................................................................. 48
6.6.7 Estación vivero la Rosita ................................................................... 49
6.6.8 Descripción muestra afloramiento 1 estación vivero la Rosita........... 51
6.6.9 Descripción muestra afloramiento 2 estación vivero la Rosita........... 53
6.6.10 Descripción muestra de mano vivero la Rosita.................................. 55
6.6.11 Columna estratigráfica vivero La Rosita. ........................................... 56
7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................... 63
8 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................ 64
7
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Facies típicas de depósitos de abanicos según Miall (1977). ............ 19
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Localización de las estaciones que conforman la Red de Acelerógrafos
que opera el Observatorio Sismológico UDES CDMB Coordenadas: N 7°8’4.92’’
W 73°7’56.28’’ Z: 844m. Fuente: Google Earth. .............................................. 17
Figura 2: Diagrama esquemático de la distribución de facies en el abanico
aluvial. Fuente: Mcgowen Y Groat, 1971. ........................................................ 18
Figura 3: Placas rígidas que constituyen la superficie externa de la tierra.
Fuente: Tarbuck et al, 2005. ............................................................................ 20
Figura 4: Bordes de placa. A. Borde divergente. B. Borde convergente. C. Borde
transformante. Fuente: Tarbuck et al, 2005. .................................................... 22
Figura 5: Esquema falla normal. Fuente: Tarbuck et al, 2005. ........................ 23
Figura 6: Bloque diagrama que muestra el movimiento relativo a lo largo de una
falla inversa. Fuente: Tarbuck et al, 2005. ....................................................... 24
Figura 7: Bloque diagrama que ilustra las estructuras asociadas con las fallas
con desplazamiento horizontal. Fuente: Tarbuck et al, 2005. .......................... 24
Figura 8: Diagrama de flujo que muestra la metodología a seguir. Fuente: Autor,
2019................................................................................................................. 25
Figura 9: Principales características tectónicas y estructurales del margen NW
de Sur América. Fuente: Jiménez et al., (2014). ............................................. 29
Figura 10 Provincias tectónicas, falla de Bucararamanga y falla el Suarez.
Fuente: Royero, J. M., & Clavijo, J. (2001). ..................................................... 30
9
Figura 11: Diagrama ilustrativo de los bloques tectónicos en la Meseta de
Bucaramanga. Fuente: Niño & Vargas, (1992). ............................................... 31
Figura 12: Abanico aluvial de Bucaramanga, limitado por la falla el Suarez y la
falla Bucaramanga. Fuente: Hernandez y Ramirez, 2018. .............................. 33
Figura 13 esquema morfoestructural del área de estudio. Fuente: Julivert (1958).
........................................................................................................................ 37
Figura 14 Falla de rumbo, ley de Anderson campo de esfuerzo con respecto a
la posición del fracturamiento del compresional en función a su afectación de la
superficie terrestre. Fuente: Rossello (2018). .................................................. 38
Figura 15 Falla inversa, ley de Anderson campo de esfuerzo con respecto a la
posición del fracturamiento del compresional en función a su afectación de la
superficie terrestre. Fuente: Rossello (2018). .................................................. 39
Figura 16 Localización vivero Nazareth. Fuente: Autor, 2019. ........................ 40
Figura 17 Afloramiento 1 vivero Nazareth. Fuente. Autor, 2019. ..................... 41
Figura 18 Columna estratigráfica afloramiento 1 estación vivero Nazareth.
Fuente. Autor, 2019. ........................................................................................ 42
Figura 19 Afloramiento 2 vivero Nazareth. A) Parte superior del afloramiento.
Fuente. Autor, 2019. ........................................................................................ 43
Figura 20 Muestra de mano compuesto por arena bien calibrada. Fuente. Autor,
2019................................................................................................................. 44
10
Figura 21 Diagrama triangular para la clasificación textural de material
siliciclastico. Fuente: Folk , 1974. .................................................................... 44
Figura 22 Localización vivero Provenza. Fuente. Autor, 2019. ........................ 45
Figura 23 Afloramiento 1 estación vivero Provenza. Fuente. Autor, 2019. ...... 46
Figura 24 Muestra vivero Provenza. Arena de tonalidad naranja-grisácea con
presencia de clastos de hasta 2cm de diámetro sub-angulares. Fuente. Autor,
2019................................................................................................................. 47
Figura 25 Diagrama triangular clasificación según Folk. Arena limosa. Fuente:
Folk, 1974. ....................................................................................................... 47
Figura 26 Localización estación Campo Hermoso. Fuente: Autor, 2019. ........ 48
Figura 27 Mapa geológico de la zonificación sismogeotecnica de bucaramamga.
Escala 1:25000 Coordenadas: N 7°6’4.32’’ W 73°8’27.24’’ Z: 900m. . Fuente.
INGEOMINAS, (2001). .................................................................................... 49
Figura 28 Localización vivero la Rosita. Fuente: Autor, 2019. ......................... 50
Figura 29 Afloramiento 1 estación vivero la Rosita, donde se observa material
moderadamente meteorizado con presencia de clastos de hasta 12cm de
diámetro. Fuente. Autor, 2019. ........................................................................ 51
Figura 30 Muestra arena moderadamente calibrada del afloramiento 1 estación
vivero la Rosita. Fuente. Autor, 2019............................................................... 52
Figura 31 Diagrama triangular clasificación según folk. Arena limosa. Fuente:
Folk, 1974. ....................................................................................................... 52
11
Figura 32 afloramiento 2 estación vivero la rosita. Fuente. Autor, 2019. ......... 53
Figura 33 Muestra arena mal calibrada del afloramiento 2 estación vivero la
Rosita. Fuente: Autor, 2019. ............................................................................ 54
Figura 34 Diagrama triangular clasificación según folk. Arena media lodosa
ligeramente guijosa. Fuente: Folk, 1974. ......................................................... 54
Figura 35 Afloramiento 3 estación vivero la Rosita. Fuente: Autor, 2019. ....... 55
Figura 36 Muestra de arena moderadamente calibrada con presencia de guijos.
Fuente. Autor, 2019. ........................................................................................ 56
Figura 37 Diagrama triangular clasificación según folk. Arena lodosa. Fuente:
Folk, 1974. ....................................................................................................... 56
Figura 38 Columna estratigráfica para la estación vivero la Rosita. Fuente.
Autor, 2019. ..................................................................................................... 57
Figura 39 Mapa geológico donde se localiza con puntos rojos las estaciones de
los acelerógrafos. Fuente: INGEOMINAS, 2001. ............................................ 62
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RESUMEN
TÍTULO: CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE CUATRO SITIOS
LOCALIZADOS EN ESTACIONES ACELEROGRÁFICAS DEL
OBSERVATORIO SISMOLÓGICO CDMB – UDES
AUTOR: KEYDY YULIETH RUEDA ORTIZ
PALABRAS CLAVES: geología, Formación Bucaramanga, afloramiento, falla
geológica, composición.
DESCRIPCIÓN
El estudio de Zonificación Sismo geotécnica de Bucaramanga con sus siglas ZSB realizado por el Servicio Geológico Colombiano con sus siglas SGC y la Corporación Autónoma Regional para la Defensa de la Meseta de Bucaramanga – CDMB, dividió la ciudad en tres (3) zonas de respuesta sísmica que corresponden a roca, suelos rígidos y llenos. Adicionalmente, la ciudad de Bucaramanga se encuentra localizada en una zona de alta amenaza sísmica debido a su ubicación cercana a importantes fuentes sismogénicas, como el Sistema de Fallas de Bucaramanga – Santa Marta, Falla de Suarez y el Nido Sísmico de Bucaramanga, las cuales tienen actividad tectónica reciente y tienen potencial de generar sismos con incidencia en la ciudad. Dado que en la época del estudio de ZSB no existía instrumentación sísmica en la ciudad, la CDMB instaló en el año 2013 una red conformada por ocho (8) acelerógrafos. Adicionalmente, la ciudad cuenta con cuatro (4) estaciones de la Red Nacional de Acelerógrafos de Colombia (RNAC), adscrita al Servicio Geológico Colombiano.
Desde enero de 2013 hasta enero de 2018 la Red de Acelerógrafos - RAOS operada por el Observatorio Sismológico UDES – CDMB ha registrado 24 eventos sísmicos con magnitudes entre 4.8 y 7.3, algunos de estos sismos se localizan en el departamento de Santander.
Finalmente, este estudio tiene como objetivo realizar la caracterización geológica de la zona mediante la identificación de las formaciones aflorantes en dichas estaciones elaborando columnas estratigráficas, descripción de muestras y visitas de campo con el fin de lograr un aporte significativo del conocimiento de la respuesta sísmica en relación a los suelos de Bucaramanga.
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ABSTRACT
TITLE: GEOLOGICAL CHARACTERIZATION OF FOUR SITES LOCATED AT THE ACCELEROGRAPHIC STATIONS OF THE SEISMOLITIC OBSERVATORY – UDES- CDMB
AUTHORS: KEYDY YULIETH RUEDA ORTIZ
KEY WORDS: geology, Formation Bucaramanga, outcrop, geologic fault, composition.
DESCRIPTION
The Seismic and Geotechnical zonation of Bucaramanga with its acronym ZSB study developed by the with its acronym SGC and the Regional Autonomous Corporation for the Defense of the Bucaramanga Plateau - CDMB, divided the city into three (3) seismic response zones that correspond to rock, rigid soils and Soft Soils. Additionally, the city of Bucaramanga is located in an area of high
seismic hazard because of its close location to important seismogenic sources, such as the Bucaramanga - Santa Marta Fault System, Suarez Fault and the Seismic Nest of Bucaramanga, which have recent tectonic activity and have the potential to generate seismo with incidence in the city. Since at the time of the ZSB study there was no seismic instrumentation in the city, the CDMB installed in 2013 a network consisting of eight (8) accelerographs. Additionally, the city has four (4) stations of the National Network of Accelerators of Colombia (RNAC), attached to the Colombian Geological Service.
From January 2013 to January 2018 the Network of Accelerators - RAOS operated by the Seismological Observatory UDES - CDMB has registered 24 seismic events with magnitudes between 4.8 and 7.3, some of these seismo are located in the department of Santander.
Finally, this study aims to perform the geological characterization of the area by identifying the outcrops the stations in order to define in detail through of stratigraphic columns, description of samples generated and field trips which generates a significant contribution in the knowledge of the seismic response of the soils of Bucaramanga.
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INTRODUCCIÓN
La ciudad de Bucaramanga se encuentra ubicada en una zona de amenaza
sísmica alta (AIS 2010), lo que implica probabilidades elevadas de que durante
la ocurrencia de eventos sísmicos se alcancen aceleraciones que causen daño
a la población y a las edificaciones. El Reglamento Colombiano de Construcción
Sismo Resistente NSR–10, establece que las capitales de departamentos y
ciudades de más de 100.000 habitantes localizadas en zonas de amenaza
sísmica intermedia y alta deberán armonizar las reglamentaciones municipales
de ordenamiento del uso de la tierra con estudios de microzonificación sísmica.
Actualmente la ciudad cuenta con 8 acelerógrafos instalados en el 2013 por
parte de la CDMB que permiten el registro del comportamiento sísmico.
Por otra parte, la importancia de definir el comportamiento geológico de la zona
permite identificar la diversidad de materiales presentados en el área de estudio
y ver su comportamiento a lo largo del tiempo a partir de los registros.
La Formación Bucaramanga es una unidad cuaternaria con una edad Plio-
Pleistoceno (Jiménez et al. 2015), que está conformada de base a techo
(INGEOMINAS 2001) por los miembros: Órganos (QbO), Finos (QbF), Gravoso
(QbG) y Limos Rojos (QbLR). El Miembro Órganos (QbO) es divido (Geomatica-
UIS 2017) en dos segmentos: el segmento Órganos Inferior (QbO1) y el
segmento Órganos Superior (QbO2).
Este trabajo se centra en la compilación de información geológica realizada en
el área; para ello se lleva a cabo un estudio de campo en el que se analizaron
afloramientos, taludes, mapas geológicos-geomorfológicos, para generar
finalmente la geología de la zona y con esta información se define la geología
en donde se encuentra ubicada cuatro estaciones que son: Vivero Nazareth,
Vivero La Rosita, Vivero Provenza y Campo Hermoso.
15
1 OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Caracterizar geológicamente el suelo donde se encuentran ubicadas cuatro
estaciones de la red de acelerógrafos del Observatorio Sismológico UDES -
CDMB a partir de estudios previos y la recolección de datos de campo.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Analizar la información geológica disponible del sector en aspectos
litoestratigráficos, estructurales y geomorfológicos desde el punto de
vista regional y local.
2. Interpretación de muestras macro recolectadas en las visitas de campo
a los cuatro sitios seleccionados con su respectiva clasificación.
3. Identificar las características geológicas mediante la interpretación de las
muestras y resultados obtenidos en campo.
4. Determinar columnas estratigráficas de las unidades aflorantes de serlo
posible, en los sitios correspondientes a las cuatro estaciones
acelerográficas.
16
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Debido a la no existencia de un documento donde defina la geología
correspondiente a las cuatro estaciones de acelerógrafos se ve la necesidad de
definir la geología local para dichos sectores, con el fin de tener plasmado los
tipos de materiales presentes y así implementar dicha información es estudios
posteriores.
Además, la importancia de definir la geología, esta también basada en como es
el comportamiento de los sismos dependiendo de cada material, razón por la
cual es indispensable identificar la litología presente en el área para poder
realizar un análisis de comportamiento certero en futuros estudios.
17
3 LOCALIZACIÓN
La zona de estudio se encuentra localizada en la ciudad de Bucaramanga
(Colombia). La Red de Acelerógrafos - RAOS que opera el Observatorio
Sismológico UDES CDMB está conformada por ocho equipos digitales que
almacenan la información de forma local y posteriormente es descargada para
que sea almacenada y procesada para su posterior análisis e interpretación. En
la Figura 1 se muestra la ubicación de las 4 estaciones seleccionadas para el
proceso de caracterización geológica las cuales son: Vivero Nazareth, Vivero
La Rosita, Vivero Provenza y Campo Hermoso. (Ver Figura 1).
Figura 1: Localización de las estaciones que conforman la Red de Acelerógrafos que opera el Observatorio Sismológico UDES CDMB Coordenadas: N 7°8’4.92’’ W 73°7’56.28’’ Z: 844m. Fuente: Google Earth.
18
4 MARCO TEÓRICO
4.1 GENERALIDADES ABANICOS ALUVIALES
Los abanicos aluviales son depósitos cuya forma se asemeja a un segmento de
un cono y se desarrollan en áreas de alto relieve, donde hay un abundante
suministro de sedimentos. El tamaño es controlado ampliamente por la
extensión de su cuenca hidrográfica, aunque la naturaleza litológica del área
fuente y el clima son factores importantes. En el abanico las corrientes son
canales radiales a partir del ápice y disectan la superficie. (Huggett, 2007). Ver
Figura 2.
Figura 2: Diagrama esquemático de la distribución de facies en el abanico aluvial. Fuente: Mcgowen Y Groat, 1971.
Los abanicos aluviales se forman adyacentes a frentes montañosos asociados
a fallas regionales. La mayoría de abanicos están dominados por materiales
depositados mediante flujos acuosos, predominantemente las facies gravosas
(Walker, 1984).
19
Nilsen (1984), analiza que las secuencias de los abanicos consisten en mezclas
de depósitos de flujo de corriente, escombros, lodo y derrumbes. Ellos incluyen
canales colmados, márgenes de canales y depósitos de flujo laminar de
regiones de abanicos más bajos y en algunos se presentan acumulaciones de
criba, los cuales son lóbulos permeables de grava bien calibrada y porosa. Ver
Tabla 1.
Tabla 1: Facies típicas de depósitos de abanicos según Miall (1977).
4.2 TECTÓNICA DE PLACAS
La tectónica de placas puede definirse como una teoría compuesta por una gran
variedad de ideas que explican el movimiento observado de la capa externa de
la tierra por medio de los mecanismos de subducción y de expansión del fondo
oceánico, que, a su vez, generan los principales rasgos geológicos de la Tierra,
entre ellos los continentes, las montañas y las cuencas oceánicas. Las
implicaciones de la tectónica de placas son de tanto alcance que esta teoría se
ha convertido en la base sobre la que se consideran la mayoría de los procesos
geológicos (Tarbuck et al, 2005).
Según el modelo de la tectónica de placas, el manto superior, junto con la
corteza suprayacente, se comportan como una capa fuerte y rígida, conocida
20
como la litosfera (lithos piedra, sphere esfera), que está rota en fragmentos,
denominados placas. La litosfera está rota en numerosos fragmentos, llamados
placas, que se mueven unas con respecto a las otras y cambian continuamente
de tamaño y forma(Tarbuck et al, 2005).Ver Figura 3.
Figura 3: Placas rígidas que constituyen la superficie externa de la tierra. Fuente: Tarbuck et al, 2005.
Según Tarbuck et al (2005), Las placas litosféricas se mueven como unidades
coherentes en relación con las otras. Aunque al interior pueden experimentar
alguna deformación, las principales interacciones entre estas se produce a lo
largo de sus bordes. De hecho, los bordes se establecieron por primera vez
21
representando las localizaciones de los terremotos. Además, las placas tienen
tres tipos distintos de bordes, que se diferencian en función del tipo de
movimiento que exhiben. Esos bordes se muestran en la parte inferior de la
Figura 4 y se describen brevemente a continuación:
1. Bordes divergentes (bordes constructivos):
Donde dos placas se separan, lo que produce el ascenso de material desde el
manto para crear nuevo suelo oceánico.
2. Bordes convergentes (bordes destructivos):
Donde dos placas se juntan provocando el descenso de la litosfera oceánica
debajo de una placa superpuesta, que es finalmente reabsorbida en el manto,
o posiblemente la colisión de dos bloques continentales para crear un sistema
montañoso.
3. Bordes de falla transformante (bordes pasivos):
Donde dos placas se desplazan lateralmente una respecto de la otra sin la
producción ni la destrucción de litosfera.
22
Figura 4: Bordes de placa. A. Borde divergente. B. Borde convergente. C. Borde transformante. Fuente: Tarbuck et al, 2005.
4.3 Tipos de falla
Las fallas son fracturas en la corteza a lo largo de las cuales ha tenido lugar un
desplazamiento apreciable.
23
Los movimientos súbitos a lo largo de las fallas son la causa de la mayoría de
los terremotos. Sin embargo, la gran mayoría de las fallas son inactivas y, por
tanto, restos de una deformación antigua. A lo largo de las fallas, las rocas
suelen romperse y pulverizarse conforme los bloques de corteza situados en los
lados opuestos de una falla se rozan unos con otros. Los dos tipos principales
de fallas con desplazamiento vertical se denominan fallas normales y fallas
inversas. Además, cuando una falla inversa tiene un ángulo de buzamiento
(inclinación) menor de 45°, se denomina cabalgamiento (Tarbuck et al, 2005).
4.3.1 Fallas normales
Cuando el bloque de techo se desplaza hacia abajo en relación con el bloque
de muro. La mayoría de las fallas normales tienen buzamientos de unos 60°,
que tienden a disminuir con la profundidad. Sin embargo, algunas fallas con
desplazamiento vertical tienen buzamientos mucho menores, aproximándose
en algunos casos a la horizontal. (Tarbuck et al, 2005). Ver Figura 5.
Figura 5: Esquema falla normal. Fuente: Tarbuck et al, 2005.
4.3.2 Falla inversa
Las fallas inversas y los cabalgamientos son fallas con desplazamiento vertical
en las cuales el bloque de techo se mueve hacia arriba con respecto al bloque
de muro. Tienen buzamientos superiores a 45° y las de cabalgamiento
buzamientos inferiores a 45°. Las fallas inversas y los cabalgamientos reflejan
un acortamiento de la corteza (Tarbuck et al, 2005). Ver Figura 6.
24
Figura 6: Bloque diagrama que muestra el movimiento relativo a lo largo de una falla inversa. Fuente: Tarbuck et al, 2005.
4.3.3 Fallas de desplazamiento horizontal o transformantes
Consisten en una zona de fracturas aproximadamente paralelas, cuyo ancho
puede ser superior a varios kilómetros. El movimiento más reciente, sin
embargo, suele producirse a lo largo de una banda de tan sólo unos pocos
metros de ancho que puede cortar estructuras como los cauces de los ríos.
Además, las rocas trituradas y rotas producidas durante la formación de la falla
son erosionadas con más facilidad, produciendo, a menudo, valles lineales o
depresiones que marcan la ubicación de estas fallas transcurrentes (Tarbuck et
al, 2005). Ver Figura 7.
Figura 7: Bloque diagrama que ilustra las estructuras asociadas con las fallas con desplazamiento horizontal. Fuente: Tarbuck et al, 2005.
25
5 METODOLOGÍA
De acuerdo con los objetivos planteados en este proyecto se trazó una
metodología de forma ordenada la cual se presenta en la Figura 8 y se describen
a continuación:
Figura 8: Diagrama de flujo que muestra la metodología a seguir. Fuente: Autor, 2019.
5.1 FASE I: RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DEL ESTADO DEL ARTE
En esta etapa, se realizó la recolección de material bibliográfico haciendo uso
de las diversas bases de datos existentes teniendo como principal fuente la
base de datos de la biblioteca de la Universidad Industrial de Santander (UIS).
El material consultado hace referencia a la geología reportada en la Formación
Bucaramanga y la geología estructural del sector. Búsqueda, compilación,
análisis y selección de la información secundaria que corresponde a los estudios
geológicos que se tengan para las diferentes obras civiles y demás estudios de
26
carácter investigativo los cuales serán contrastados con la información
recolectada de campo.
5.2 FASE II: VISITA DE CAMPO
La fase de campo se desarrollada en las 4 estaciones seleccionas en el área
comprendida en la meseta de Bucaramanga. Se realiza recorrido de
reconocimiento del área de estudio a fin de definir los sitios donde se puede
realizar la caracterización. Además, se hace la toma de muestras en los
diferentes frentes donde aflora la formación. Se elabora columnas
estratigráficas y descripción de muestras para así definir la geología a detalle
del sector.
Se realiza un esquema litológico donde la posición y altitud de los afloramientos
se midieron utilizando un GPS manual (con una precisión estimada de ± 2-5 m).
Para la descripción de las rocas en el terreno se tomó como guía de laboratorio
realizada por Cruz y Caballero en el 2007. De acuerdo con esta metodología
inicialmente se determina la proporción de grava, utilizando tablas comparativas
de porcentajes. En el trabajo se utilizaron las tablas de tamaño de grano de Folk
(1974). De igual manera se determina la proporción arena y lodo.
Seguidamente, las imágenes comparativas de tamaño de grano de Miall (1990),
son utilizadas para determinar el tamaño de grano de cada una de las fracciones
detríticas presentes en la muestra (cada una se trata de manera
independientemente). Posteriormente se determina el calibrado de la fracción
grava-arena, utilizando las imágenes de calibrado de las partículas de Pettijhon
(1987). Finalmente se determina la redondez de los granos teniendo en cuenta
los términos de grado de redondeamiento y esfericidad de las partículas según
Powers (1953).
Recolección de muestras de mano
Se recolectaron 5 muestras de mano, de los tamaños superiores a 5 cm y se
les hizo una descripción en el afloramiento en cuanto a composición y textura
de acuerdo con en el método propuesto por Caballero y Cruz, Guía de
Laboratorio de Sedimentología para Geólogos, 2007.
27
5.3 FASE III: OFICINA
Descripción de muestras de mano: Esta descripción se realizó con lupa de
aumento de 20X, en la que para su completa descripción se usó como
referencia la metodología propuesta por Caballero y Cruz en la guía de
laboratorio de sedimentología para geólogos en el año 2007, donde se basa en
la textura y composición de la roca así:
Textura:
Tamaño de los granos.
Esfericidad y redondez.
Selección o calibrado de las partículas.
Fabrica (armazón, matriz y cemento).
Contacto entre partículas.
Clasificación textural, de acuerdo al diagrama triangular para la
clasificación textural, particularmente tamaño de grano, de las rocas
siliciclásticas o terrígenas, Folk (1974).
Finalmente, de acuerdo a los resultados obtenidos se plasma el informe final
como producto definitivo.
28
6 MARCO GEOLÓGICO
6.1 MARCO TECTÓNICO REGIONAL
La subducción en dirección oriental de la placa Nazca bajo la Sur América y la,
aun en debate, acreción de la Placa Caribe originan un complejo de cadenas
montañosas (Los Andes Colombianos) y bloques corticales de movimiento
independiente que caracterizan el margen NW Sur Americano (Jiménez et al,
2014). El departamento de Santander está ubicado en el Supraterreno
Cretácico el cual está constituido por sedimentitas del Berriasiano al
Maastrichtiano e intrusivos básicos del Cretácico Inferior y Medio; éste se
encuentra delimitado al W por el Sistema de Fallas de Romeral, al E por los
Llanos Orietanles y al NE por la Falla de Bucaramanga-Santa Marta (Etayo et
al., 1983). Ver Figura 9.
29
Figura 9: Principales características tectónicas y estructurales del margen NW de Sur América. Fuente: Jiménez et al., (2014).
El departamento de Santander el relieve es predominantemente escarpado; sin
embargo, en su extremo occidental posee una amplia zona baja
topográficamente y plana. Presenta una tectónica dinámica que resulta en tres
estilos estructurales característicos: El Graben del Magdalena en la región
occidental, fallamiento inverso y plegamiento en la región central y un
fallamiento en bloques en la región oriental (Ingeominas, 2007).
30
Figura 10 Provincias tectónicas, falla de Bucararamanga y falla el Suarez. Fuente: Royero, J. M., & Clavijo, J. (2001).
Según el modelo geológico-geofísico propuesto por Vásquez y De Bermoudes
(2010), la base rocosa sobre la cual se encuentra depositada la terraza de
Bucaramanga constituye una depresión estructural que se formó como
resultado de una tectónica de bloques asociada al sistema de Fallas
Bucaramanga-Santa marta. Ver Figura 10.
La zona de estudio se halla ubicada en la cordillera oriental específicamente en
su flanco occidental en el Área Metropolitana de Bucaramanga la cual está
compuesta por tres bloques tectónicos principales como se indica en la Figura
11, limitados por dos grandes sistemas de fallamiento: Al oriente por el sistema
de fallas de Bucaramanga-Santa Marta y al occidente por el sistema de fallas
del Suárez (Ingeominas, 2007).
31
Figura 11: Diagrama ilustrativo de los bloques tectónicos en la Meseta de Bucaramanga. Fuente: Niño & Vargas, (1992).
Bloque Occidental
Presenta una morfología característica de escarpes fuertes, colinas y cerras
aislados. Hacia el extremo NW aflora la formación Bocas (TRb) y en el resto del
área la Formación Girón (Jg) (Ingeominas, 2007).
Bloque Oriental
Está constituido por rocas ígneo-metamórficas, con edades que van desde el
Precámbrico hasta el Jurásico; las unidades litoestratigráficas más antiguas de
origen metamórfico-ígneo han sido agrupadas dentro del Neis de Bucaramanga
(PEb) de edad Precámbrico. En el valle de Vijagual, se presentan rocas
sedimentarías de las formaciones Diamante (Pcd) y Tiburón (TRpt). Hacia la
parte centro-occidental, sector de La Cumbre del municipio de Floridablanca,
afloran rocas sedimentarias Jurásicas de las formaciones Jordán (Jj) y Girón
(Jg) (Ingeominas, 2007).
32
Bloque Central
Corresponde a un bloque hundido, el cual fue rellenado por depósitos aluviales
recientes (730.000 años a 1 millón de años) principalmente por el abanico de
Bucaramanga, que constituye la Formación Bucaramanga (Ingeominas, 2001).
La Formación Bucaramanga se trata de un depósito sedimentario, cuya
morfología corresponde a un abanico aluvial erosionado, de edad cuaternaria
acumulado sobre una depresión de origen tectónica. Limita al oriente con el
Macizo de Santander, al norte y noroccidente con el cerro de Palonegro y el rio
de Oro y a sur con la mesa de Ruitoque. De acuerdo a la granulometría, agentes
de transporte, morfología y algunos otros parámetros sedimentarios, esta
unidad sería el resultado de una acumulación en un ambiente típicamente
fluvial, donde alternan materiales de origen aluvial tipo cono de deyección, flujos
de escombro, canal y lagunar. Dando como resultado 4 miembros de la
Formación Bucaramanga que son: miembro Órganos (Qbo), Finos (Qbf),
Gravoso (Qbg) y Limos Rojos (Qblr). (Ingeominas, 2001).
6.2 ABANICO ALUVIAL DE BUCARAMANGA
El abanico de Bucaramanga, se encuentra limitado al E por la Falla
Bucaramanga, al W por la Falla del Suárez, al S por la mesa de Ruitoque y en
dirección N por la intersección de la Falla de Bucaramanga y la Suárez. Ver
Figura 12.
33
Figura 12: Abanico aluvial de Bucaramanga, limitado por la falla el Suarez y la falla Bucaramanga. Fuente: Hernandez y Ramirez, 2018.
6.3 ESTRATIGRAFÍA
De Porta (1958), define el abanico de Bucaramanga como un conjunto de rocas
que se ha depositado sobre una dovela que se ha hundido progresivamente, lo
que explica el enorme espesor de los sedimentos y la discordancia progresiva
que se observa en la carretera de Girón a Lebrija. Su estratigrafía comprende
tres niveles, el inferior, que es el más potente, consta de conglomerados con
intercalaciones de arenas, sigue un nivel de materiales finos que se extiende
por toda la terraza y finalmente un nivel superior formado per elementos más
gruesos y en su conjunto fue denominada por el mismo como la Formación
Bucaramanga la cual corresponde a un depósito sedimentario aluvial de edad
Cuaternario. El espesor del depósito aumenta de oriente a occidente en la
meseta de Bucaramanga y aunque el valor real de éste se desconoce, siendo
actualmente motivo de investigación, algunos cortes geológicos permiten
estimar, en los sectores más profundos, valores promedio cercanos a los 250
m.
34
De acuerdo a Ingeominar (2001) Dicha formación es disectada por varias
quebradas, la mayoría afluentes río de Oro, conformando un drenaje dendrítico
subparalelo. La formación se ha diferenciado en 4 miembros los cuales son de
base a techo: Órganos, Finos, Gravoso y Limos Rojos. se describen a
continuación.
6.3.1 Miembro Gravoso:
Definido por Niño y Vargas (1992), ubicado sobre la escarpa occidental y norte
de Bucaramanga, también conforma los escarpes superiores de la parte alta del
nacimiento de la quebrada La Iglesia, en los alrededores de los barrios Lagos
del Cacique, Diamante II y San Luis. La morfología que presenta es similar a la
del miembro Órganos en los sectores de los valles de las quebradas, pero hacia
la parte sur de la quebrada la Iglesia la morfología corresponde a colinas suaves
onduladas, con un drenaje dendrítico. Su espesor varía entre 8 y 30 m; presenta
niveles gravosos, gravoarenosos y gravolodosos.
Los cantos son, en su mayor parte, tamaño grava de diámetro promedio 15 cm
y bloques de roca, en menor cantidad, hasta de 0,8 m de diámetro,
subangulares a subredondeados, en matriz areno-arcillo-limosa, color pardo
rojizo, rojizo y ocre pálido; en general el depósito es matriz soportado, aunque
localmente se presenta clasto soportado. El contacto inferior con el miembro
Finos es neto, continuo y suavemente onduloso y el contacto superior con el
miembro Limos rojos es gradacional.
6.3.2 Miembro órganos:
Definido por Hubach (1952) quien indica que aflora en las laderas y escarpes
de la parte occidental de la Meseta de Bucaramanga y el Área Metropolitana,
en los alrededores del municipio de Girón, anillo vial, en las estribaciones de la
parte norte de la mesa de Ruitoque y en los cortes de la carretera que comunica
la población de Girón con la ciudad de Bucaramanga. Los mejores afloramientos
donde se puede observar casi toda la secuencia se presentan en una extensa
área sobre el escarpe occidental del Abanico de Bucaramanga, destacándose
los siguientes espesores: En las quebradas dos Aguas (espesor : 164.8 m), las
Navas (espesor : 72 m de la base del nivel), Argelia (espesor : 60 m de la parte
superior del nivel) y la parte norte de la Cuyamita (espesor : 8.8 m de la parte
35
superior del nivel) ; otros afloramientos son referidos a los barrios La Feria
(espesor : 144.2 m ) y Don Bosco (5.2 m del tope del nivel).
6.3.3 Miembro Finos:
Éste nivel fue reconocido y definido por Hubach (1952). Se ubica
estratigráficamente entre el nivel inferior de la Formación Bucaramanga
(Miembro Órganos) y el nivel superior (Miembro Gravoso) en contactos netos
plano paralelo. Es una extensa capa lenticular horizontal, más o menos
continua, de unos 15 m de espesor promedio, donde alternan niveles arcillosos,
limoarenosos y arenolimosos, de colores gris verdosos. Los mejores
afloramientos se encuentran en las canteras de la antigua ladrillera
Bucaramanga. Otros sectores donde aflora son los barrios Ciudadela Real de
Minas, Campo Hermoso y La Feria entre otros.
6.3.4 Miembro Limos Rojos.
Nivel definido por Julivert (1958). Este miembro se localiza en el sector
urbanizado de Bucaramanga, aunque no en forma uniforme que continúa hacia
el sur, hasta el sector norte del municipio de Floridablanca.
Geomorfológicamente este miembro constituye lo que anteriormente se
denominaba como “Meseta de Bucaramanga”, con relieve semiplano y
pendientes entre 2 y 7%; el drenaje es escaso paralelo y superficial. Está
constituido por arenas arcillosas gravosas y limos de colores rojizos,
amarillentos y naranjas.
6.4 GEOMORFOLOGÍA
En el sector de estudio se distinguió 1 Subunidad geomorfológica, tomando
como base la clasificación y nomenclatura propuesta por Ingeominas (2001).
En este sector se evidencia la unidad de origen denudacional, Dp (Plano
Denudacional) según el ITC de Holanda, el cual define unidades de terreno de
acuerdo con su origen y forma característica.
36
Unidad de Origen Denudacional
Son geoformas producto de la acción climática que degrada el terreno
montañoso (in-situ), lo meteoriza y desgasta hasta producir depósitos de ladera
y morfologías denudadas de expresión redondeada a relativamente suave.
Planos y Colinas Suaves Denudacionales (Dp)
Topografía moderadamente plana, ligeramente disectada. Estas son áreas
relativamente estables, distribuidas a todo lo largo del sector de estudio y se
caracterizan por presentar ausencia de procesos de remoción en masa y solo
se ven afectadas por erosión laminar difusa.
6.5 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL
El territorio Santandereano es geológicamente complejo y tectónicamente
dinámico, relacionado con las placas tectónicas de Nazca, Caribe y
Suramericana. Se caracteriza por presentar tres estilos estructurales: Uno de
fallamiento en bloques en la región oriental, otro de fallamiento inverso y
plegamiento en la región central, y un tercero representado por el Graben del
Magdalena en la región occidental. Son regiones bien delimitadas por
importantes rasgos tectónicos como los sistemas de fallas de Bucaramanga-
Santa Marta y de La Salina. Santander es uno de los departamentos más
montañosos del país y gran parte de su territorio corresponde a la Cordillera
Oriental, donde el relieve es escarpado a moderado; sin embargo, en su
extremo occidental posee una amplia zona baja y plana. (IGAC, 1992).
El sistema de fallas Bucaramanga-Santa marta se ha dividido en tres sectores
el segmento norte el cual se conoce como la Falla de Santa Marta (Ujueta,
2003). Se caracteriza por tener una componente de movimiento normal y un
desplazamiento lateral izquierdo entre 40 y 45 km (Montes et al., 2009). El
segmento intermedio del SFBS se localiza entre las localidades de Bosconia y
Curumaní y es conocida como la Falla de Algarrobo, la cual tiene una longitud
de aproximadamente 100 km los cuales se encuentran cubiertos por depósitos
cuaternarios (Ujueta, 2003; Mora y García, 2006). El segmento meridional es
conocido como la Falla de Bucaramanga, el cual corresponde al límite
occidental del Macizo de Santander (INGEOMINAS, 1997).
37
Figura 13 esquema morfoestructural del área de estudio. Fuente: Julivert (1958).
La Falla de Bucaramanga corresponde al segmento meridional del Sistema de
Fallas Bucaramanga-Santa Marta (SFBS) en el sentido de Ujueta (2003) y París
et al. (2000). La Falla de Bucaramanga es una falla de rumbo, con dirección
constante NW, que en la actualidad presenta hundimientos del bloque Oeste y
elevación del bloque Este. Catalogada como una falla activa debido a los rasgos
neotectónicos asociados a ella, con una tasa de actividad de 0,1 a 10 mm/año
(INGEOMINAS, 1997). Ver Figura 14.
Esta zona se ve altamente evidencia por el trazo de la falla por la presencia de
domos, el abanico aluvial y sus desplazamientos del ápice.
38
Figura 14 Falla de rumbo, ley de Anderson campo de esfuerzo con respecto a
la posición del fracturamiento del compresional en función a su afectación de la
superficie terrestre. Fuente: Rossello (2018).
Sistema de fallas del Suárez: El trazo principal se define como una falla
inversa con una inclinación de 32° hacia el NW, con un rumbo de N13°E.
Presenta un comportamiento mecánico inverso, donde el bloque colgante
expone las Formaciones Girón y Rosablanca. Su actividad neotectónica da una
tasa de movimiento de 0,1 mm/año, basado en el desplazamiento de depósitos
de edad Cuaternario (París et al., 2000). Esta misma taza es estimada por
Carrillo & Vergara (2001) para el tramo ubicado al oeste de Bucaramanga, el
cual catalogan como potencialmente activa, difiriendo esto con lo concluido por
Diederix et al. (2008), el cual a través de indicios geomorfológicos directos e
indirectos y criterios sedimentológicos afirma que la Falla del Suárez debe
considerarse como activa y no potencialmente activa.
También INGEOMINAS (1997), determina que de acuerdo a las evidencias
neotectónicas obtenidas, en el sector Norte de la Falla del Suárez se cataloga
como activa, con una tasa de movimiento baja de 0,01 – 0,1 mm/año y de Girón
hacia el Sur potencialmente activa. Ver Figura 15.
39
Figura 15 Falla inversa, ley de Anderson campo de esfuerzo con respecto a la posición del fracturamiento del compresional en función a su afectación de la superficie terrestre. Fuente: Rossello (2018).
6.6 ESTRATIGRAFÍA LOCAL
De acuerdo con el reconocimiento en campo, se obtuvieron las siguientes
descripciones.
6.6.1 Estación Vivero Nazareth-Afloramiento 1
Localización: Desvío carrera 15 con calle 10 a 200 metros de la principal.
Coordenadas: N 7°8’4.92’’ W 73°7’56.28’’ Z: 844m
40
Figura 16 Localización vivero Nazareth. Fuente: Autor, 2019.
Afloramiento localizado a 50m del vivero, se encuentra altamente meteorizado
con presencia de vegetación primaria, compuesta principalmente por arbustos,
pastos, rastrojos y árboles de diámetro de hasta 30cm. La zona presenta
deslizamiento por causa de la saturación del material y la erosión producto del
mal manejo de aguas lluvias. El material presenta una matriz areno-limosa con
presencia de bloques de hasta 60cm de diámetro. La tonalidad del material es
naranja-amarillento producto de la oxidación asociado al miembro gravoso de
la Formación Bucaramanga. Ver Figura 17.
N
41
Figura 17 Afloramiento 1 vivero Nazareth. Fuente. Autor, 2019.
6.6.2 Columna estratigráfica vivero Nazareth
Descrita de base a tope con la presencia de arena de color naranja-amarillenta
con granos de tamaño medio a grueso con matriz lodosa, cemento silíceo,
granos angulares y sub-angulares, mal calibrada con presencia de clastos de
hasta 30cm de diámetro. Con presencia de cuarzo, plagioclasa, feldespato y
micas. Contacto erosivo en la parte superior. Hacia el tope clastos heterogéneos
de color naranja -grisáceo, cemento silíceo, granos angulares, presencia de
clastos de hasta 50cm de diámetro. Con presencia de cuarzo, plagioclasa,
feldespato. Contacto erosivo en la parte superior e inferior. Finalmente, una
capa de aproximadamente 20 a 30cm de espesor. Ver Figura 18.
42
Figura 18 Columna estratigráfica afloramiento 1 estación vivero Nazareth. Fuente. Autor, 2019.
Estación Vivero Nazareth-Afloramiento 2
Localización: Desvío carrera 15 con calle 10 a 30 metros de la principal.
Coordenadas: N 7°8’5.64’’ W 73°7’56.28’’ Z: 953m
43
Figura 19 Afloramiento 2 vivero Nazareth. A) Parte superior del afloramiento. Fuente. Autor, 2019.
B) parte inferior del afloramiento.
Afloramiento dividido en dos sectores. La zona A) corresponde a afloramiento
moderadamente meteorizado de tonalidad naranja-amarillenta, presencia de
vegetación primaria: arbustos, pastos, y árboles de hasta 90 cm de diámetro,
material matriz soportado, mal calibrado, con presencia de clastos de hasta
20cm de diámetro, compuestos por cuarzo, feldespato, plagioclasa. Ver Figura
19.
La zona B) compuesto por material rodado altamente meteorizado, arena con
presencia de material orgánico, clastos entre 1-4cm de diámetro subangulares,
mal calibrado.
44
6.6.3 Descripción muestra de mano vivero Nazareth
Figura 20 Muestra de mano compuesto por arena bien calibrada. Fuente. Autor, 2019.
Descripción: Arena de tonalidad naranja-grisácea, tamaño de grano medio, bien
calibrada con granos subredondeados a redondeados, de empaquetamiento
cubico, armazón: areno soportada, matriz: areno lodosa, cemento: silíceo, con
porosidad primaria con contacto puntual. Compuesta por: 70% arena, 7% grava,
25%limo. Ver Figura 21.
Figura 21 Diagrama triangular para la clasificación textural de material siliciclastico. Fuente: Folk, 1974.
45
De acuerdo al diagrama triangular según Folk, se clasifica como arena media
lodosa ligeramente guijosa.
6.6.4 Estación Vivero Provenza -Afloramiento 1
Localización: Cra 23 No 108-58. Barrio Provenza.
Coordenadas: N 7°4’48.33’’ W 73°6’48.6’’ Z: 912m
Figura 22 Localización vivero Provenza. Fuente. Autor, 2019.
Afloramiento altamente meteorizado de tonalidad naranja-grisácea, con
presencia de material vegetal como humus, rastrojo, bambú entre otras
46
especies, compuesto por material arenoso de matriz areno lodosa-arcillosa, mal
calibrado, con presencia de clastos de 4-5 cm de diámetro de forma sub-
angular. Ver Figura 22 y Figura 23.
Figura 23 Afloramiento 1 estación vivero Provenza. Fuente. Autor, 2019.
6.6.5 Descripción muestra vivero Provenza.
Muestra de arena de tonalidad naranja-grisácea, tamaño de grano fino a medio,
mal calibrada, con presencia de guijos de hasta 3 cm de diámetro de forma sub-
angulares, armazón: areno soportada, matriz: areno lodosa, compuesta por
granos de arena de cuarzo, plagioclasa y en menor proporción mica. Se observa
la presencia de gránulos de arcilla muy meteorizada te tonalidad grisácea. Su
composición está dada por 50% arena, 15% grava, 20% limo. Ver Figura 24 y
Figura 25.
47
Figura 24 Muestra vivero Provenza. Arena de tonalidad naranja-grisácea con presencia de clastos de hasta 2cm de diámetro sub-angulares. Fuente. Autor, 2019.
Figura 25 Diagrama triangular clasificación según Folk. Arena limosa. Fuente: Folk, 1974.
48
6.6.6 Estación campo hermoso
Localización: Barrio campo hermoso- Cai campo hermoso.
Coordenadas: N 7°6’4.32’’ W 73°8’27.24’’ Z: 900m.
Figura 26 Localización estación Campo Hermoso. Fuente: Autor, 2019.
En la estación de campo hermoso no se encontró afloramiento para poder
realizar la descripción del material por tanto se debió inferir por medio de la
bibliografía encontrada de la zona. Ver Figura 26.
49
Escala 1:25.000
Figura 27 Mapa geológico de la zonificación sismogeotecnica de bucaramamga. Escala 1:25000 Coordenadas: N 7°6’4.32’’ W 73°8’27.24’’ Z: 900m. . Fuente. INGEOMINAS, (2001).
De acuerdo a la zonificación sismogeotecnica realizada en el 2001 por la CDMB
determinan que para este sector la formación aflorante es la Formación
Bucaramanga miembro gravoso.
6.6.7 Estación vivero la Rosita
Localización: Vivero la Rosita calle 47 con carrera 9b.
Coordenadas: N 7°6’25.92’’ W 73°7’24.24’’ Z: 928m
N
50
Figura 28 Localización vivero la Rosita. Fuente: Autor, 2019.
Afloramiento 1 estación la rosita
Localización: a 100 m de la vía principal cra 15.
Afloramiento con un 60% descubierto propenso a sufrir daños por la erosión de
tonalidad naranja producto de la oxidación y en algunos sectores de tonalidad
grisácea por la presencia de minerales arcillosos, la vegetación está compuesta
principalmente por arbustos y rastrojos. El material que se presenta es
heterogéneo con clastos de hasta 12cm de diámetro, matriz areno limosa, en
algunas zonas existe acumulación de clastos moderadamente meteorizado.
51
Figura 29 Afloramiento 1 estación vivero la Rosita, donde se observa material moderadamente meteorizado con presencia de clastos de hasta 12cm de diámetro. Fuente. Autor, 2019.
6.6.8 Descripción muestra afloramiento 1 estación vivero la Rosita
Arena de tonalidad naranja-rojiza, tamaño de grano medio, moderadamente
calibrada con granos subredondeados, de empaquetamiento cubico, armazón:
areno soportada, matriz: areno lodosa, cemento: silíceo, con porosidad primaria
con contacto puntual con presencia de minerales óxidos por la tonalidad
naranja-rojiza, cuarzo, feldespato potásico, plagioclasa. Con un porcentaje de
60% arena, 3% gravas, 20% de limo.
52
Figura 30 Muestra arena moderadamente calibrada del afloramiento 1 estación vivero la Rosita. Fuente. Autor, 2019.
Figura 31 Diagrama triangular clasificación según folk. Arena limosa. Fuente: Folk, 1974.
53
Afloramiento 2 vivero la Rosita
Localización: a 50m del vivero la rosita.
Coordenadas: Coordenadas: N 7°6’26.28’’ W 73°7’24.6’’ Z: 921m
Figura 32 afloramiento 2 estación vivero la rosita. Fuente. Autor, 2019.
6.6.9 Descripción muestra afloramiento 2 estación vivero la Rosita
Arena de tonalidad naranja-rojiza, tamaño de grano medio a grueso, mal
calibrada con granos sub subangulares a subredondeados con gravas hasta de
1 cm de diámetro, de empaquetamiento cubico, armazón: areno soportada,
matriz: areno lodosa, cemento: silíceo, con porosidad primaria con contacto
puntual con presencia de minerales óxidos por la tonalidad naranja-rojiza,
54
cuarzo, feldespato potásico, plagioclasa. Con un porcentaje de 50 % arena, 10%
gravas, 20% de limo.
Figura 33 Muestra arena mal calibrada del afloramiento 2 estación vivero la Rosita. Fuente: Autor, 2019.
Figura 34 Diagrama triangular clasificación según folk. Arena media lodosa ligeramente guijosa. Fuente: Folk, 1974.
55
Afloramiento 3 vivero la Rosita
Localización: a 100m del vivero la rosita.
Coordenadas: Coordenadas: N 7°6’42.84’’ W 73°7’29.9’’ Z: 858m
Figura 35 Afloramiento 3 estación vivero la Rosita. Fuente: Autor, 2019.
6.6.10 Descripción muestra de mano vivero la Rosita.
Arena de tonalidad naranja-rojiza, tamaño de grano medio, moderadamente
calibrada con granos subredondeados con guijos hasta de 4mm de diametro,
de empaquetamiento cubico, armazón: areno soportada, matriz: areno lodosa,
cemento: silíceo, con porosidad primaria con contacto puntual con presencia de
minerales óxidos por la tonalidad naranja-rojiza, cuarzo, feldespato potásico,
plagioclasa. Con un porcentaje de 75 % arena, 3% gravas, 23% de limo. Ver
Figura 36 y Figura 37.
56
Figura 36 Muestra de arena moderadamente calibrada con presencia de guijos. Fuente. Autor, 2019.
Figura 37 Diagrama triangular clasificación según folk. Arena lodosa. Fuente: Folk, 1974.
6.6.11 Columna estratigráfica vivero La Rosita.
Descrita de base a tope con la presencia de arena color naranja-amarillenta con
granos de tamaño medio a grueso con matriz areno-lodosa, cemento siliceo,
granos angulares y sub-angulares, mal calibrada con presencia de clastos de
57
hasta 10cm de diametro. Con presencia de cuarzo, plagioclasa, feldespato y
micas. Contacto erosivo en la parte superior.
Hacia el tope clastos heterogéneos de color naranja-grisáceo, cemento silíceo,
granos angulares, presencia de clastos de hasta 20cm de diámetro. Con
presencia de cuarzo, plagioclasa, feldespato. Contacto erosivo en la parte
superior e inferior. Ver Figura 38.
Figura 38 Columna estratigráfica para la estación vivero la Rosita. Fuente. Autor, 2019.
Finalmente, de acuerdo Ingeominas (2001) en la ciudad de Bucaramanga se
correlaciona la información y se concluye que basados en el mapa geológico
entregado por dicho estudio se localizan las estaciones y la litología presenta
para la zona corresponde la Formación Bucaramanga, miembro gravoso. Lo
cual coincide con lo encontrado en las visitas de campo realizadas a cada
estación. Ver Figura 39.
La Formación Bucaramanga fue descrita inicialmente por De Porta (1958). Se
trata de un importante depósito sedimentario de edad Cuaternaria que
morfológicamente corresponde a un abanico aluvial erosionado, posiblemente
58
asociado en su mayor parte al río Suratá, acumulado sobre una depresión de
origen tectónico, sobre el cual se ubica el casco urbano de la ciudad de
Bucaramanga. Dicha formación es disectada por varias quebradas, la mayoría
afluentes del río de Oro, conformando un drenaje dendrítico subparalelo. El
espesor del depósito aumenta de oriente a occidente y aunque el valor real de
éste se desconoce, siendo actualmente motivo de investigación, algunos cortes
geológicos permiten estimar, en los sectores más profundos, valores promedios
cercanos a los 250 m.
Algunos trabajos recientes proponen 5 miembros definidos de base a techo
como: Calcáreo, Órganos, Finos, Gravoso y Limos Rojos. Dos de ellos
propuestos por Hubach, (1952) y tres por Niño y Vargas, (1992). Finalmente
teniendo en cuenta las clasificaciones hechas por Hubach (1952) y Niño y
Vargas (1993), se propone dividir la Formación Bucaramanga, de base a techo,
en los siguientes miembros: miembro Organos (Qbo), miembro Finos (Qbf),
miembro Gravoso (Qbg) y miembro Limos Rojos (Qblr).
Miembro Órganos (Qbo).
Definido por Hubach (1952). Aflora en las laderas y escarpes de la parte
occidental de la Meseta de Bucaramanga y el Area Metropolitana, en los
alrededores del municipio de Girón, anillo vial, en las estribaciones de la parte
norte de la mesa de Ruitoque y en los cortes de la carretera que comunica la
población de Girón con la ciudad de Bucaramanga. Los mejores afloramientos
donde se puede observar casi toda la secuencia se presentan en una extensa
área sobre el escarpe occidental del Abanico de Bucaramanga, destacandose
los siguientes espesores: En las quebradas dos Aguas (espesor : 164.8 m), las
Navas (espesor : 72 m de la base del nivel), Argelia (espesor : 60 m de la parte
superior del nivel) y la parte norte de la Cuyamita (espesor : 8.8 m de la parte
superior del nivel) ; otros afloramientos son referidos a los barrios La Feria
(espesor : 144.2 m ) y Don Bosco (5.2 m del tope del nivel). Se caracteriza por
erosionarse fácilmente, formando surcos, cárcavas y tierras malas que dan
formas de estoraques que alcanzan alrededor de 15 m de altura y sobre el se
desarrolla un drenaje dendrítico subparalelo.
De acuerdo con Bueno y Solarte (1994), corresponde a una serie monótona de
niveles polimícticos de fragmentos gruesos, de aspecto conglomerático, en
alternancia con capas y lentes limo arenosos, con variaciones laterales y
59
verticales en composición y textura. Hubach (1952) describe niveles lenticulares
limo arenosos, con espesores hasta de 5 m.
Los niveles de aspecto “conglomerático” conforman depósitos de gravas y
bloques, débilmente consolidados, clasto soportados (60%) y grano soportados
(40%), dispuestos en forma de capas gruesas a muy gruesas, con espesores
hasta de 15 m. El tamaño de los cantos varía entre 10 y 30 cm, alcanzando
bloques mayores de 1 metro de diámetro. Estos se componen en su mayoría
de areniscas silíceas de grano medio, bien cementadas y en menor proporción
de fragmentos de rocas ígneas ácidas de textura fanerítica, neis micáceo de
color amarillo a rosado, areniscas lodosas rojizas de grano fino y alto contenido
de micas, cuarzo lechoso, liditas y cherts. Todos los fragmentos tienen formas
redondeadas a sub redondeadas, esfericidad baja a media y mala selección.
Los niveles gravosos presentan matriz arcillosa, pardo amarillenta, con algunas
variaciones a gris amarillento. Los feldespatos en las rocas se encuentran
moderadamente meteorizados.
Los niveles finos corresponden a arcillas arenosas y arenas arcillosas
compactas, de consistencia firme, ligeramente micáceas, con trazas de materia
orgánica. Su origen se relaciona con depósitos cíclicos intercanales. El mayor
espesor de los niveles limo arenosos se presentan hacia la base, lo que explica
periodos más largos de retrabajamiento, bajo un régimen fluvial constante. El
predominio de lentes hacia la parte superior y los contactos irregulares podrían
indicar periodos de erosión por corrientes intermitentes (Bueno y Solarte, 1994).
Los depósitos se encuentran medianamente meteorizados, presentando poca
compactación de éstos, con alta permeabilidad y son fácilmente erodables, lo
que facilita el desprendimiento de bloques y cantos en las épocas de fuertes
precipitaciones.
El ambiente de depositación de este miembro se relaciona con flujos de
escombros y flujos torrenciales, e interdigitación de facies de corrientes de
canal, correspondiendo a la parte proximal y media del Abanico de
Bucaramanga. La edad del Miembro Órganos podría abarcar el Pleistoceno
medio.
60
Miembro Gravoso (Qbg).
Definido por Niño y Vargas (1992), ubicado sobre la escarpa occidental y norte
de Bucaramanga, también conforma los escarpes superiores de la parte alta del
nacimiento de la quebrada La Iglesia, en los alrededores de los barrios Lagos
del Cacique, Diamante II y San Luis. Otras secciones importantes se localizan
en los barrios La cumbre, La Feria, Polvorines, Don Bosco y la vía a Café
Madrid.
La morfología que presenta el miembro Gravoso es similar a la del Organos en
los sectores de los valles de las quebradas, pero hacia la parte sur de la
quebrada la Iglesia la morfología corresponde a colinas suaves onduladas, con
un drenaje dendrítico. Su espesor varía entre 8 y 30 m; presenta niveles
gravosos, gravoarenosos y gravolodosos. Los cantos son, en su mayor parte,
tamaño grava de diámetro promedio 15 cm y bloques de roca, en menor
cantidad, hasta de 0,8 m de diámetro, subangulares a subredondeados, en
matriz areno-arcillo-limosa, color pardo rojizo, rojizo y ocre pálido; en general el
depósito es matriz soportado, aunque localmente se presenta clasto soportado.
El contacto inferior con el miembro Finos es neto, contínuo y suavemente
onduloso y el contacto superior con el miembro Limos rojos es gradacional (Niño
y Vargas, 1992).
Macroscópicamente se estima que la matriz representa alrededor de un 60%
del volumen total, con aproximadamente unas 2/3 partes de arena tamaño
medio a grueso y 1/3 de finos. Los cantos están compuestos en su mayor parte
por rocas metamórficas-ígneas del Macizo de Santander, y areniscas
cuarzosas, areniscas limosas y limolitas moradas de las Formaciones Girón y
Jordán. La matriz, por su parte, es de composición cuarzo-feldespática micácea
(cuarzo, plagioclasa, láminas de muscovita), de consistencia media y de baja
cohesión. (Niño y Vargas, 1992). En relación con lo encontrado en las visitas de
campo, las descripciones de muestras y afloramientos presentan similaridad
con las descripciones presentadas anteriormente.
Existen unos depósitos bastante meteorizados que cubren el cerro La Cumbre,
probablemente pertenecientes al Miembro Gravoso, los cuales pudieron ser
levantados por acción tectónica; en éste caso, los materiales que lo componen
son en su mayor parte cantos y bloques de rocas sedimentarias de las
Formaciones Girón y Jordán, cuyas características litológicas ya se han perdido
debido a su alteración, embebidos en una matriz arcillosa de colores rojo y
amarillo.
61
Los depósitos que conforman el miembro Gravoso presentan un grado de
meteorización medio a alto. Los bajos porcentajes de humedad natural
(W<15%), el predominio granular y el grado de meteorización sugiere que, al
menos la parte superficial de este miembro, tiene poca compactación y buena
permeabilidad. El ambiente de depositación indica un dominio de flujo de
escombros.
Aunque la similaridad entres el miembro órganos y el miembro gravoso es alta,
finalmente se define que las estaciones se encuentran sobre el miembro
gravoso de la Formación Bucaramanga ya que las muestras y columnas
realizadas concuerdan en mayor proporción con este.
62
Figura 39 Mapa geológico donde se localiza con puntos rojos las estaciones de los acelerógrafos. Fuente: INGEOMINAS, 2001.
63
7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
A partir del muestreo, las visitas a campo realizadas y la información recolectada
de estudios pasados se determina que las estaciones donde están ubicados 4
acelerógrafos que son Vivero Nazareth, vivero la Rosita, vivero Provenza y
estación campo hermoso están sobre el miembro gravoso de la Formación
Bucaramanga.
De acuerdo a las columnas estratigráficas se define que el miembro gravoso se
encuentra ubicado sobre la escarpa occidental y norte de Bucaramanga y la
geomorfología corresponde a colinas suaves onduladas, con un drenaje
dendrítico. Su espesor varía entre 8 y 30 m; presenta niveles gravosos,
gravoarenosos y gravolodosos. Los cantos son, en su mayor parte, tamaño
grava de diámetro promedio 15 cm y bloques de roca, en menor cantidad, hasta
de 0,8 m de diámetro, subangulares a subredondeados, en matriz areno-arcillo-
limosa, color pardo rojizo, rojizo y ocre pálido; en general el depósito es matriz
soportado, aunque localmente se presenta clasto soportado.
Finalmente, la zona de estudio se ve afectada estructuralmente de dos fallas. 1.
Falla Bucaramanga falla de rumbo, con dirección constante NW, que en la
actualidad presenta hundimientos del bloque Oeste y elevación del bloque Este.
En algunos lugares han sido reconocidos movimientos verticales de hasta 20 m
de altura y desplazamiento horizontal de 120 km. de longitud (INGEOMINAS,
1997). 2. Falla del Suarez, falla inversa con una inclinación de 32° hacia el NW,
con un rumbo de N13°E. Presenta un comportamiento mecánico inverso, donde
el bloque colgante expone las Formaciones Girón y Rosablanca. Su actividad
neotectónica da una tasa de movimiento de 0,1 mm/año, basado en el
desplazamiento de depósitos de edad Cuaternario (París et al., 2000).
Se recomienda para complementar este estudio realizar la investigación
geotécnica del sector donde se tenga en cuenta los riesgos y demás zonas
vulnerables. Además, realizar la exploración por medio de sondeos para así
tener un perfil del subsuelo e identificar las formaciones y tipo de material
presente.
En conclusión, la caracterización geológica realizada es un aporte directo al
conocimiento de la respuesta sísmica de los suelos en la ciudad de
Bucaramanga.
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