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SINTESIS DE LA GEOLOGÍA

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DEMÉXICO

SINTESIS DE LA GEOLOGÍA DE MÉXICO

Jornada Técnica: Túneles en México

Rolando de la Rolando de la LlataLlata RomeroRomero

Barcelona, 07 de Junio de 2011

1

2

2

Ubicación de los Proyectos. 1. Carretera Durango-Mazatlán,2. P.H. La Yesca,3. Línea 12 del Metro y Túnel Emisor Oriente. 3

PROVINCIAS FISIOGRÁFICAS DE MÉXICO

P í l d E tá f d l C dill P i l t i l t d d B j C lif i N t S

Instituto Nacional de Estadística, Geografía eInformática, Dirección General de Geografía,(2005)

4

1Península de

Baja California Está formada por la Cordillera Peninsular que atraviesa a los estados de Baja California Norte y Sur, cuyonúcleo de granito masivo aflora en el norte y queda sepultado hacia el sur, bajo materiales volcánicos.

2Llanura

Sonorense Está formada fundamentalmente de sierras paralelas, de dirección nornoroeste a sursureste apartadas porllanuras extensas de aluviones y más amplias hacia la costa.

3Sierra Madre Occidental

Esta gran cordillera montañosa se formó por el depósito de material volcánico durante el terciario a un escalacolosal con espesores que varían de 1500 a 1800 m. La actividad volcánica está compuesta principalmentede roca acidas a intermedias.

4Sierras y

Llanuras de Norteamérica

Consiste de una región árida y semiárida. Las sierras de esta provincia son bajas y abruptas con direcciónnornoroeste-sursureste, separadas por grandes llanuras con rellenos aluviales.

5Sierra Madre

Oriental

Está compuesta fundamentalmente por rocas sedimentarias de origen marino. Esta secuencia estánconstituidas de rocas Jurasicas y cretácicas deformada y plegadas a finales del Mesozoico y principios delTerciario, donde predominan las calizas seguida de areniscas y lutitas.

3


Instituto Nacional de Estadística Geografía eInformática, Dirección General de Geografía,(2005)

5

, p g y

6Gran Llanura de

Norteamérica Está constituida por una sucesión de llanuras y lomeríos. Las elevaciones del poniente presentan alturassuperiores a los 1 000 msnm. mientras que al oriente de más menos 500 m sobre el nivel del mar.

7Llanura Costera

del Pacíf ico Consiste de una llanura costera angosta y alargada, cubierta por aluviones depositados por los ríos que bajanSierra Madre Occidental. Estos ríos han formado deltas en los litorales.

8Llanura Costera del Golfo Norte

Presenta características de una costa emergida, originada en el Cenozoico, en el noreste de la provinciapredominan lomeríos alternados con llanuras, en tanto que en el sur, se tienen valles y llanuras deinundación.

9 Mesa del Centro Está provincia se distingue por extensas planicies, interrumpidas por sierras espaciadas, la mayoría de origenvolcánico. En las llanuras de mayor extensión, predominan los depósitos aluviales.

10Faja Volcánica Transmexicana

Esta provincia está constituida fundamentalmente de rocas volcánicas de todos tipos, acumulada durante lasetapas sucesivas de actividad volcánica, desde el inicio el oligoceno tempano (hace unos 35 millones deaños) hasta el presente.


Instituto Nacional de Estadística Geografía eInformática, Dirección General de Geografía,(2005)

6

11Península de

Yucatán Está constituida de una gran plataforma calcárea de origen marino, que empezó a emerger aproximadamentehace aproximadamente 13 millones de años, siendo la parte norte la más reciente.

12Sierra Madre del

Sur

Está compuesta por rocas de diferente naturaleza geológica. A esta provincia se le considera como la máscompleta pero menos conocida del país, donde las rocas intrusivas cristalinas, especialmente de granitos ymetamórficas.

13Llanura Costera

del Golfo Sur Esta provincia abarca las zonas costeras de los estados de Veracruz y Tabasco donde abundan suelosaluviales potentes y donde se ubican los ríos más caudalosos de México que fluyen al Golfo de México.

14Sierras de Chiapas y Guatemala

Las Sierras de esta provincia están situadas en la zona norte del estado de Chiapas y Guatemala, y tocanuna pequeña fracción del sur del estado de Tabasco, constituidas principalmente de calizas parecidas a lasde la Sierra Madre Oriental.

15Cordillera

Centroamericana Esta provincia constituida por una cordillera se ubica principal en los países septentrionales de AméricaCentral, pero tiene una importante prolongación en el sur de México hacia la costa del Océano Pacifico.

4

7

NÚMERO DE UNIDADES LITOLÓGICAS IDENTIFICADAS POR TIPO LITOLÓGICO

Tipo de rocas Subtotales Total

Unidades Sedimentarias 34 34

Unidades Sedimentarias de Origen

PROVINCIAS GEOLÓGICAS DE MÉXICO

Unidades Sedimentarias de Origen Continentales

8

Unidades Sedimentarias de Origen Mixto

8

Unidades Sedimentarias de Origen Marino

18

Vulcano Sedimentarias 9 9

Volcánicas Continentales 3

Volcánicas Marinas 6

Volcánicas 12 12

Intrusivas 10 10

Metamórficas 11 11

Total 76

(según Ortega-Gutiérrez et. al., 1992).8

• Afloran fundamentalmente rocas sedimentarias

5

NÚMERO DE UNIDADES LITOLÓGICAS IDENTIFICADAS POR EDAD


Cenozoico 33

Mesozoico 28

Paleozoico 10

Proterozoico 5

9

Total 76

(según Ortega-Gutiérrez et. al., 1992).

• El 80% del total de la 76 unidades se halla en el Cenozoico o Mesozoico, y solo el 7%concierne al Precámbrico

• Es decir, son relativamente jóvenes

Edad por Provincia Geológica

Precámbrico 2

Paleozoico 3

Mesozoico 13

Cenozoico 16

Origen Dominante de la Provincia

Plutónicas 6

Volcánicas 5

Sedimentos marinos 10

Sedimentos Continentales 4


Mesozoico-Cenozoico 1

Total 35

Vulcano Sedimentarios 5

Complejo 5

Total 35

• En este otro análisis de provincias geológicas, también se demuestran la juventudrelativa de las provincias geológicas donde el 83% son del Cenozoico, Mesozoico,.

• El 40% de rocas son sedimentarias.

(según Ortega-Gutiérrez et. al., 1992). 10

• Se observa que la otra mitad están de rocas está asociado a un ambiente dechoque de placas.

6

11

SECCIONES GEOLÓGICAS

12

7

SECCIONES GEOLÓGICAS

13

ESTRUCTURAS Y PROVINCIAS NEOTECTÓNICAS DE MÉXICO

14

Limite de Placas (líneas gruesas)Nombre de Placas (letras en mayúsculas)Litosfera Oceánica (líneas inclinadas)Cinturón Volcánico Transmexicano (TMVB)Sistemas de Grabenes: Tepic (T)

Colima (CO)Chapala (CP );

Bloque Jalisco (J)

Trazas Axiales de pliegues (líneas en el Golfo de México)Golfo de Tehuatepec (GT)Macizo de Chiapas (MC)Depresión de El Caymán (CT)Falla de Salina Cruz (SC)Falla de Jocotán-Chameleón (J-C)Falla de Motagua (M)Falla Polochic (P)

8

• La provincia fisiográfica de la Sierra MadreOccidental es una provincia volcánica quese extiende desde la frontera de México conEstados Unidos y hacia el sur hastaintersecarse con la Faja VolcánicoTransmexicana; está limitada al oeste por elGolfo de California y al este por lad i d M C t l

GEOLOGÍA EN LA SIERRA MADRE OCCIDENTAL

denominada Mesa Central.

• Consiste de una de las provincias silícicasmás grandes del mundo.

• Cubre un área aproximada de 300,000 km2

• Está orientado al noroeste definiendo unparalelismo con la costa del OcéanoPacifico.

• Consiste de un conjuntos ígneos queconforman la Sierra Madre Occidental.conforman la Sierra Madre Occidental.

• La extensión de los conjuntos del Cretácico-Eoceno esta en parte inferida debido a laextensa cubierta de las ignimbritas delOligoceno y Mioceno Temprano. (Ferrari et.Al. 2005)

15

• Sección esquemática mostrando loscambios en la geometría de la placaFarallón a través del tiempo (segúnHumphreys et. al., 2003).

• Clark et. al. (1979) complementan la


observaciones al modelo de Coney yReynolds (1977) y postulan la migraciónde un arco magmático y la regresión de lamargen continental al Suroeste .en elMesozoico Tardío-Cenozoico hace 140Ma, a lo largo de 1,600 km ancho, haciael este, hasta hace 40 Ma, yposteriormente regresa oeste hace 15Ma,..

• La migración del frente volcánico hacia laLa migración del frente volcánico hacia latrinchera durante el Oligoceno y Miocenoestá bien documentada, la mayor partede la extensión sucedió simultáneamentea la subducción de la placa Farallón y a lamigración hacia el oeste del arcovolcánico.

16

9

Columna Geológicade la carta F13-A37Cópala, del ServicioGeológico Mexicano(1999).

17


Ubicación aproximada de las secciones A-A’ y B-B’ (Google Earth, 2011)

18

10

Súper Grupo Volcánico Superior

ComplejoVolcánico Inferior

Fm. Metates

Secuencia Espinazo-El Salto

Secuencia Durango

Andesitas a Riolitas

Granodioritas

Escala

Edades Millonesde años

Riolitas

19

Sección esquemática la Sierra Madre Oriental entre Durango y Mazatlán obtenida a largo de la carretera Federal No. 40.


20

Secciones geológicas A-A’ y B-B’ de las cartas G13-11 Durango F13-1 Mazatlán, respectivamente.Servicio Geológico Mexicano (1999).

11


Caldera Inferida

Zona de acomodocon inversión debasculamiento

Mapa tectónico de la parte centro de la Sierra Madre Occidental, se indica laorientación y edad de la deformación extensional así como las fallas y calderas.Ferrari et. al. 2005. 21

basculamiento

Falla normal principal

Falla normal

Zona de basculamientoal ENE

Zona de basculamientoal WSW

FAJA VOLCÁNICA TRANSMEXICANA

22

Ubicación de la Faja Volcánica Transmexicana (en gris), con las principales provincias geológicas de México y las placas tectónicas actuales. También se muestra la localización de los tres sectores de

la FVTM.

12

• Se indica la orientación yedad de la deformaciónextensional, así como losprincipales dominios asícomo las fallas ycalderas. (Ferrari et. al.2005).


Flexura

Anticlinal Extensional

Plieguesinclinal y anticlinal



Zona de acomodocon inversión debasculamiento

Falla normal

Falla transcurrente

• Durante el Oligoceno y elMioceno inferior la SMOestá deformada enpliegues abiertos conarreglo escalonado,pequeñas cabalgaduras yfallas

• Estas estructuras estándistribuidas en una franjade orientación WNW-ESEen el límite de la SMOcon el bloque Jalisco.

• Los pliegues estáncortados por diquesmáficos verticales de ~11Ma (Damon et al., 1979).

23

NPLACA NORTEAM

ERICANA

20°

RIVERA

RIFT MESOGOLFO DE CALIF.

PLACA DE

GUADALAJARACHSR

TEPIC

CHA

GZ

20°

110°

P.H.EL CAJON

La Yesca A

DORSAL DEL PACIFICO

15°

PLACA PACIFICOTMA

PLACA DE COCOS

15°

GUADALAJARACHSR

BM

GG

GC

BJGCH

V. TANCITARO

Ubicación del proyecto La Yesca en elmarco tectono-estructural regional(Garduño, et al. 1993).

24

CHA.-C.H. AguamilpaBM.-Bloque Michoacán

TMA.-Trinchera mesoamericana

GG.-Graben El GordoGC.-Graben de ColimaGCH.-Graben de ChapalaGZ.-Graben Zacoalco

DORSAL DEL PACIFICO

110°

ORIENTAL

BJ.-Bloque Jalisco

K i l ó m e t r o s

0 10050 250

CHSR.-C.H. Santa Rosa

Tomado de Garduño et. al., 1993

105°

13

LITOLOGÍA

ÉP

OC

A

NOMENCLATURA

CU

AT

ER

NA

RIO

EN

OP

LEIS

TO

CE

NO

RE- Aluvión, arenas pumicíticas y depósitos de talud.

Basalto vesicular amigdaloide y compacto.

Qlp.- Depósitos lacustres y pumicíticos poco consolidados.

Qdt

Qlp

Qb

Qal

ER

A

PE

RÍO

-

mbr Tmp-r

QtaQta.- Terrazas aluviales

Ignimbrita riolítica

Riolíta color rosado, se encuentra coronando

la secuencia volcánica

l i d l B

Qap

COLUMNA GEOLÓGICA DE LA ZONA DE LA BOQUILLA

P. H. LA YESCA

CIENTE

DO

Tda

Qdd

Tqm.- Intrusivo cuarzo monzonítico

Tmts

PR

AN

O

R C

I A

R I

O

C E

N

O

Z O

I

C

O

TA

RD

ÍOP

LIO

CE

Tmid.- Ignimbrita dacítica porfídica masiva y en ocasiones

M I

O C

E N

O

Tmid

Tm

Tmp-trlToba riolítica lacustre

en la cima del BancoJuanepanta se observauna brecha con esta

seudoestratificada.

Tgr

Tgr.- Pórfido riodacítico de grano medio

Qdd.- Intrusivo diabásico

Tmird.- Ignimbrita riodacítica fluidal.

Toba vítrea desvitrificada

composición.

Tda

Tda.- Diques y cuerpos intrusivos de andesita porfídica.

Tmird

25

Tqm

Tom-ata.- Andesita compacta masiva y seudoestratificada.

Tmtl.- Toba lítica que subyace directamente a la dacita porfídica,

TE

M

T E

PRE-

EP

TA

RD

ÍOT

EM

.

Tom-ata

Qdd

Tmtl presenta seudoestratificación.

T

CENOZOICO

Columna Geológica de la carta F13-D43Hostotipaquillo, del Servicio Geológico Mexicano (1999). Columna Geológica del P.H. La Yesca, según CFE.

26

14

27

28

Imagen satelital tomada de Google Earth a una altura 3.67 Km. donde se han marcado los fallas mássobresalientes. Se han marcado las siguientes fallas en la margen derecha ID, 2D (La Rodilla),3D(Murciélago), 4D, 4D, 5D, 6D, 7D, 8D (Sabanilla), 9D (Crucero-Pitayo), 10D, 11D (El Casquete 1),12D (El Casquete 2) , 13D (La Esperanza), 14D, 15D, 16D, 17D (El Escalón), y 18D (Colapso Norte).

15

GEOLOGÍA EN LA FAJA VOLCÁNICA TRANSMEXICANA

• Mapa geológico generalizado de la FVTM (modificado de Gómez-Tuena et. al., 2005).

• La FVTM contiene grandes espesores y volúmenes de materiales ígneos extrusivos,que fueron emplazados durante tres episodios volcánicos, desarrollados en el Eoceno,Oligoceno y Mioceno temprano, separados por depósitos vulcanosedimentarios o pordiscordancias.

29

Relación entre las principales sistemas de fallas del Mioceno-Cuaternario y el volcanismo de la FVTM

30

TZR: Graben Tepic –ZacoalcoPV: Graben de Puerto VallartaSPC: Graben San Pedro-CeborucoAC: Semigraben de Amatlán de CañasSrPB: Graben de Santa Rosa- Plan de BarrancasSM: Falla de San MarcosCR: Graben de ColimaFT: Sistema de fallas Tamazula

ChR: Graben de ChapalaPI: Falla Pajacuarán-Ixtlán de los HervoresCHG: Semigraben de CotijaPG: Graben de PenjamilloAl: Simigraben de AljibesMZ: Graben de MezquitalPT: Sistema de falla La Pera

16

Mapa tectónico generalizado del sistema de subducción mexicano (modificado de Pardo y Suárez, 1995).

31

Los números separados por comas indican la edad de la corteza oceánica (en Ma) y la velocidad de convergencia(en cm/a), respectivamente. Las curvas de nivel representan la profundizada de la placa oceánica ( la curvasegmentada es una inferencia). Una sección representativa de la corteza oceánica fue muestreada por el DeepSea Drilling Project en el sitio DSDP 487. Se incluye también como referencia algunos campos volcánicosimportantes: Campo volcánico de Los Tuxtlas , volcán Pico de Orizaba, volcán Popocatépetl, campo volcánico deChichinautzin, campo volcánico de Michoacán-Guanajuato (CVMG), volcán de Colima, campo volcánico deMascota, y volcán San Juan.


1. Sierra de las Cruces- Monte Alto2. Sierra Tepotzotlán3. Sierra Tezontlalpan4. Sierra de Pachuca5. Sierra Singulucan6. Sierra Nevada- Rio Frío7 Si Chi hi t i7. Sierra Chichinautzin8. Sierra Patlachique9. Cerro Chiconautla10. Sierra de Guadalupe11. Sierra de las Pitayas12. Sierra de Santa Catarina13. Sierra de Calpulalpan

Bosquejo de los elementos morfológicos más importantes de la cuenca de México dentro de laFVTM (en Santoyo-Villa et al. (2005)

32

17

33

34

18

35

a) Configuración de las líneas de igual profundidades de la cima del basamento mesozoico de laCuenca de México, obtenidas con datos de pozos y líneas sísmicas de reflexión. b) Seccionesgeológicas (Tomado de Perez-Cruz (1988).

36

Unidades litológicas identificadas en los pozos profundos de la cuenca de México (Secretaria deHacienda y Crédito Público; Pérez Cruz, 1988). Las rocas más antiguas identificadas en estossondeos, corresponden a calizas cretácicas observadas en los pozos de Tulyehualco I, y Mixhuca I,pertenecientes probablemente a la formaciones Morelos , Cuautla y Mexcala. El mayor espesor enlas sedimentos lacustres se observan en los pozos Texcoco I, y Tulyehualco I, que corresponden alas subcuencas de Texcoco y de Chalco respectivamente. (según y modificada de Rodriguez–Chávez (2003).

19

37

38Secuencia Pleistocénica debajo de la Ciudad de México (en Santoyo-Villa, et al., 2005).

20


Secciones de la Cuenca de México, A) sección en dirección N-S, B) sección en dirección E-W.(en Santoyo-Villa, et al., 2005).

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40

Superficie de la mancha urbana, Cuenca de México (Méndez Sánchez, 2003 en Santoyo-Villa, etal., 2005)

21

41

42Transiciones típicas

22

43Condiciones de frontera que generan grietas

Muchas Gracias

[email protected]

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