La Columna Geológica Patrón

Denise Lemos Tumbaco 2011.12.12

LA COLUMNA GEOLGICA PATRN

Una columna geolgica local es una representacin resumida de las rocas de un lugar en el orden

de su formacin, establecido sobre la base de la primera ley de Steno. Las primeras columnas geolgicas

fueron elaboradas en Europa. Una sntesis de estas columnas geolgicas locales estableci una columna

geolgica generalizada para todo el mundo. La columna local de mayor valor en la sntesis fue la de

Inglaterra y Gales.

Una vez que se estableci la columna patrn, pas a ser la base para la escala del tiempo

geolgico, base a su vez para la Geologa Histrica.

1. El mapa geolgico de Inglaterra y Gales de William Smith (1815)

Entre 1790 y 1815 se desarrollaron mtodos revolucionarios de cartografa geolgica en Francia y

en Inglaterra, lo que transform al mapa geolgico, de un mero registro de lugares donde afloraban los

diferentes tipos de rocas, a un medio que permita inferir la estructura del subsuelo y la columna

geolgica. Usaremos el mapa geolgico de Inglaterra y Gales de William Smith (1815) para explicar la

tcnica cartogrfica exacta de lmites de formaciones y el empleo de estos lmites para deducir la

estructura, y el descubrimiento de que ciertos fsiles caractersticos permiten correlacionar formaciones

de lugares diferentes.

William Smith (1769-1839) fue inspector en las minas de carbn y se dedic luego a la

construccin de canales y a levantar mapas geolgicos. A medida que la excavacin del canal Somerset

Coal (SO de Inglaterra) progresaba, Smith recolectaba y estudiaba los fsiles que aparecan en los

estratos. En 1799 elabor una tabla donde mostraba las formaciones y sus fsiles caractersticos y

distingui las formaciones en base a las caractersticas de sus rocas: Arcilla gris blanda, Arenisca roja

firme, Caliza blanca dura Adicionalmente, Smith relacion los tipos de vegetacin caracterstica que

creca sobre los diferentes tipos de roca. Su lista de nombres formacionales es una gua para sus sistemas

de reconocimiento y memoria: Chalk (Caliza), London Clay (Arcilla de Londres), Oaktree Marl (Marga de

Oaktree)

En Inglaterra, como en Francia, el Chalk blanco, una caliza blanda pero firme, se destaca en

mesetas cubiertas de pasto o en crestas que se siguen fcilmente en el campo. La misma caliza blanca y

terrosa aflora en muchas paredes de valles o acantilados marinos y ha sido encontrada en numerosos

cortes de canales y otras excavaciones. En series inclinadas, la Chalk forma crestas porque las rocas

debajo y encima son erosionadas ms fcilmente. Las diferencias en el contenido fsil entre la parte

inferior de la Chalk y la London Clay, descubierto por Smith (figura 1.), se indican en dos de las lminas

que public en 1816. El gnero Inoceramus y el ammonite (abajo 1, 2 y 4) no se conocen por encima de

la Chalk, salvo en ciertas ocasiones (arriba 11) que parecen ser el resultado de erosin y re-deposicin en

estratos ms jvenes; las almejas y caracoles de la London Clay nunca se encuentran a un nivel tan bajo

como la Chalk. Los dos conjuntos de fsiles son en realidad caractersticos de sus formaciones.


Una excepcin aparente, el ammonite (arriba 11), representado como un fsil del London Clay,

fue recolectado en Norfolk (NE de Londres) y fuera de lo que hoy se considera como la comarca de los

afloramientos del London Clay. Tpico ejemplo de re-deposicin, muy por encima del nivel de la Chalk a

la cual se sabe hoy en da esta especie de ammonite est limitada. Originariamente, es muy probable

que este fsil haya provenido de un afloramiento en el este-centro de Inglaterra, acarreado por un

manto de hielo pleistocnico, y, junto con otro material transportado por el hielo, lleg a ser parte del

till de Norfolk. Desde la poca de Smith se han descubierto otros ammonites re-depositados.

Aparentemente, Smith crea errneamente que el till era parte del London Clay.

Smith descubri que en todo lugar donde la parte superior de la Chalk afloraba, sta estaba

cubierta por tierra de ladrillos no fosilfera, que en general era seguida por la London Clay fosilfera. El

afloramiento comn de la Chalk, sin embargo, que asoma a travs de la delgada capa de suelo de las

anchas crestas de la Chalk, no es el banco superior de la formacin, sino un biselamiento casi plano a

travs de los estratos. De acuerdo con la tercera ley de Steno, tal afloramiento de los bordes de los

estratos indica erosin o fallamiento. Inclinacin, seguida de erosin parece ser la explicacin ms

probable, especialmente cuando sabemos que todas las formaciones Britnicas no slo la Chalk estn

biseladas de manera semejante. Este afloramiento de toda la sucesin de estratos, por erosin luego de

una deformacin, es lo que hace posible deducir del mapa geolgico las estructuras y las edades

Fig. 1. Dos lminas de Strata Identified by Organized Fossils (1816) de William Smith. Arriba: Pelecpodos (2, 3, 4, 10), Gasterpodos (5, 6, 7, 12), dientes de tiburn (8, 9), Ammonite (11) y cangrejo (13) del London Clay. El ammonite (Ammonites cmmunis) es una anomala. Abajo: Inoceramus (1, 2), otros pelecpodos (6, 7), gasterpodos (3, 5), ammonite (4), brachipodo (8) y diente de tiburn (9) de la Chalk inferior.


relativas de las formaciones. Smith distingui veintids formaciones que afloran en Inglaterra y Gales, la

mayora en bandas largas, estrechas, paralelas, que tienen rumbo general SO NE (figura 5). Una versin

simplificada de la parte SE del mapa de Smith se indica en la figura 2. Los lugares donde aflora la Chalk se

indican con el smbolo convencional de la caliza, con una banda negra en la base para simular

afloramientos en acantilados, los estratos por encima de la Chalk (en su mayor parte London Clay) se

simbolizan con puntos pequeos y los estratos por debajo de la Chalk con lneas verticales.

El rumbo e inclinacin de la Chalk vara de un lugar a otro. Al NO del mapa el rumbo es SE, como

podemos deducir por la V que apunta hacia el SE en el contacto basal de la Chalk, donde es cruzado

por el ro Tmesis. Con un mapa moderno se podra determinar con precisin el rumbo e inclinacin

mediante el mtodo de los tres puntos, si se toma un punto en el lugar donde cruza el ro y los otros dos

en la parte alta de las paredes del valle. Pero incluso el mapa de Smith muestra la direccin general de la

inclinacin. El punto bajo el contacto cerca del margen del ri es el que est ms al SE de cualquier otro

punto y por consiguiente la direccin general de la inclinacin debe ser hacia el SE. Si notamos tambin

las cotas aisladas en el mapa de Smith la ms alta en la vecindad es de slo 227 m sobre el nivel del

mar y la escala horizontal, descubrimos que la V profunda en el contacto basal de la Chalk representa

una muy leve inclinacin hacia el SE, tal vez menos de 10 m / km, lo que difcilmente se puede medir en

grados. Al S de Londres, la base de la Chalk se inclina suavemente hacia el N, como est indicado a lo

Fig. 2. Mapa geolgico simplificado de parte del SE de Inglaterra. Los nmeros son cotas en metros. (William Smith, 1815.)

Fig. 3. Perfil N-S, desde Londres hasta el Canal de la Mancha, obtenido de la figura 3.4. Las inclinaciones se han exagerado.


largo de los tributarios del Tmesis, por las V que apuntan hacia el N. Por consiguiente, Londres se

encuentra en un sinclinal o cuenca estructural bastante plana. Por debajo de Londres se encuentra la

London Clay, y bajo sta la Chalk. Cerca de la costa sur de Inglaterra, la base de la Chalk se inclina

suavemente hacia el S, como se indica a lo largo de los arroyos que afluyen al Canal de la Mancha desde

el N, por las V que apuntan hacia el S. Las crestas de la Chalk inmediatamente al S de Londres se

denominan North Downs, y las que estn cerca de la costa sur los South Downs. Entre stas hay una

hondonada, el Weld, donde afloran los estratos inferiores a la Chalk. Esta comarca central entre los

North Downs que se inclinan hacia el N y los South Downs que se inclinan hacia el S, indican el centro de

un pliegue convexo. Esta estructura se denomina el anticlinal Weald. En su extremo O el Chalk forma una

meseta baja que delimita el Weald, donde las inclinaciones son casi horizontales, levemente hacia el O.

2. Los perfiles estructurales

Una de las ventajas de un mapa geolgico exacto es la posibilidad de obtener perfiles

estructurales verticales que muestren las continuaciones de los estratos aflorantes por debajo de la

superficie terrestre (ver figura 2 y 3). A partir de un mapa geolgico se pueden construir perfiles

estructurales en cualquier parte y en cualquier direccin, que conjuntamente darn una idea ms

completa de la estratigrafa y estructura de una regin. La estructura se puede leer directamente de un

mapa si ste da indicaciones sobre la forma de la superficie del terreno o tiene indicados los rumbos e

inclinaciones de los estratos. Un mapa geolgico que no indique ningn curso de agua, cerro o cotas,

puede, a pesar de esto, ser interpretado estructuralmente si se proporcionan uno o ms perfiles

estructurales (ver figura 5 perfil estructural esquemtico NO-SE en figura 6 - revisin del mapa de

Smith por William Phillips, 1821, y figura 4 como referencia geogrfico-poltica).

Fig. 4. Mapas del Reino Unido.


Aqu se encuentran las rocas ms antiguas en el extremo NO en Gales, y las ms jvenes en la

cuenca de Londres. Este mapa y este perfil estructural proporcionan suficiente base para la mayor parte

de la columna patrn, pero no para toda ella.

Fig. 6. Mapa geolgico de Inglaterra, Gales y parte de Escocia, segn W. D. Conybeare y William Phillips, 1822.

(Tomado de Bernhard Kummel, History of the Earth, W. H. Freeman & Co., 1961).

Fig. 5. Perfil estructural NO - SE desde el monte Snowdon, en el norte de Gales, hasta Londres; las cifras corresponden a cotas en metros. (Modificado de William Smith, 1815.)


3. La columna geolgica patrn y la escala de tiempo

La mayora de los nombres de la columna patrn fueron propuestos y aceptados generalmente

entre 1822 y 1847. Smith, como la mayora de los estratgrafos de campo, estaba interesado

principalmente en la columna y estructuras locales, y su aplicacin en la agricultura y otras aplicaciones

concretas. A su vejez lleg a comprender que su columna era la referencia patrn para el mundo, pero

tal vez no imagin que iba a servir de base para una escala de tiempo e historia geolgica.

TABLA 1 LA COLUMNA GEOLGICA

El perodo Cretcico es cuando se depositaron las rocas del Sistema Cretcico, y otros perodos

tienen significados semejantes. Una escala de tiempo sobre esta base puede tener lagunas,

especialmente donde las rocas de un sistema descansan sobre una discordancia, pero estas lagunas no

son de cobertura mundial.

4. Las formaciones britnicas y la columna geolgica patrn

La manera como las formaciones establecidas por Smith y sus sucesores llegaron a ser agrupadas

en los sistemas de la columna geolgica (tabla 1) est resumida en las tablas 2, 3 y 4. El revisar estas

tablas tiene dos objetivos: Mostrar la manera fcil y natural en que se establecieron las unidades de la

tabla 1 y proporcionar suficientes datos para que cada unidad tenga un significado definido.

En general, las formaciones sobre las que est basada la columna se suceden una a otra en orden

de NO a SE (figura 5). Las formaciones sucesivas se disponen de manera semejante a la de las tejas de un

techo, pero la mayora se prolongan mucho ms en el subsuelo de lo que sugiere la analoga con las

DIVISIONES PRINCIPALES MODERNAS SUBDIVISIONES MODERNAS (SISTEMAS)

DIVISIONES PRINCIPALES ANTIGUAS (Arduino y otros, 1760)

Cenozoico Reciente Cuaternario (todava en uso)

Pleistoceno Terciario (todava en uso)

Negeno

Palegeno

Mesozoico Cretcico Secundario

Jursico

Trisico

Paleozoico Prmico

Carbonfero

Devnico

Silrico

Ordovcico

Cmbrico

Precmbrico Primitivo (Primario)


tejas. Smith diferenci con gran xito las rocas de la parte media de la columna, y a continuacin

iniciamos estudiando esa parte del perfil britnico.

a. Desde la Old Red Sandstone hasta la Chalk

Hacia 1822 Smith y otros gelogos haban producido el mapa geolgico de Inglaterra y Gales,

reproducido algo simplificado en la figura 6. El perfil estructural generalizado (figura 5) es tomado

directamente de Smith (1915). En la figura 6 se han suavizado los efectos de la topografa sobre los

contactos planos, de manera que es ms fcil leer la estructura en ste que en el mapa a mayor escala

de la figura 2.

La principal zona de rocas antiguas est en el N y centro de Gales. Al E de Gales la inclinacin que

prevalece es hacia el E, como se indica, de manera exagerada, en el perfil de Smith (figura 5). La Old Red

Sandstone, devnica, con potencias de miles de metros, aflora en el O de Inglaterra y Gales separando

rocas ms antiguas, complejamente plegadas de la Mountain Limestone, la Millstone Grit (arenisca

Carbonfera de grano grueso) y los Coal Measures (Estratos Carbonferos), etc (ver tabla 2).

TABLA 2 DESDE LA OLD RED SANDSTONE HASTA EL CHALK

FORMACIONES DE 1822 (FIGURA 6)

SISTEMAS Y SUB-SISTEMAS MODERNOS

FACIES FSILES CARACTERSTICOS

Chalk Cretcico superior Marino Equinoideos,

foraminferos, ammonites

Chalk Marl (arcilla), Green Sand (arena)

Cretcico inferior Marino

Weald Clay, Iron Sand Cretcico inferior Agua salobre y dulce Reptiles, plantas

Purbeck Beds (marga, caliza de conchas, etc.)

Portland Limestone Kimmeridge Clay

Jursico

En su mayora marino

Ammonites, pelecpodos,

gasterpodos

Coral Rag y grit calcreo (caliza) Jursico Marino Ammonites

Oxford o Clunch Clay Jursico Marino

Cornbrash, Forest Marble y Great Oolite (caliza)

Jursico Marino Ammonites, etc.

Oolita inferior (caliza) y depsitos arenosos

Jursico Marino Ammonites

Lias (arcilla y caliza) Jursico Marino Ammonites

New Red Sandstone Trisico y Prmico Continental Peces, etc (escasos)

Magnesian Limestone, etc. Prmico Marino y continental Peces, brachipodos, etc.

(escasos)

Coal Measures, Millstone Grit, etc.

Carbonfero superior (Pennsylvaniano)

En su mayora pantanos y llanura

costera

Plantas, almejas de agua dulce, ammonoideos

Mountain Limestone Carbonfero inferior

(Mississippiano) Marino

Corales, ammonoideos, brachipodos

Old Red Sandstone Devnico Continental Peces (escasos)


Smith comenz sus trabajos con fines prcticos con un estudio de los Coal Measures (Estratos

Carbonferos). Cada uno de los depsitos de esta formacin tiene normalmente una potencia de unos

pocos centmetros a uno o dos metros, pero en conjunto el espesor es de 1800 a 2400 m en algunas

cuencas carbonferas. Las rocas incluyen mantos de carbn (que caracteriza a la serie) con substrato de

arcillas, areniscas y lutitas interestratificadas, y algo de minerales de hierro. Debido a las complicaciones

estructurales (pliegues, fallas y discordancias) los Coal Measures afloran discontinuamente. La lnea

principal de campos carbonferos se extiende casi directamente hacia el norte desde el extremo E del

canal de Bristol, a travs de Birmingham en los Midlands, hasta Newcastle en la costa NE de Inglaterra,

casi en el lmite con Escocia. La mayor parte de las rocas al O de esta lnea son ms recientes que el

carbn.

Smith encontr por debajo de los Coal Measures una arenisca muy gruesa (Millstone Grit) y por

debajo de sta la Mountain Limestone, una potente formacin que aflora Derbyshire (East Midlands),

donde ha sido cortada por profundas gargantas fluviales dando origen a su relieve montaoso. La

Mountain Limestone, la Millstone Grit y los Coal Measures conjuntamente forman el Sistema

Carbonfero.

Estratigrficamente por encima de los Coal Measures hay una caliza, en parte al menos marina.

Es una Doloma por lo cual se la denomin Magnesian Limestone. En muchos lugares es un

conglomerado calcreo que est interestratificado con, o cubierto por, limolita roja y azul, anhidrita,

yeso y sal. Estos estratos se atribuyen al Sistema Prmico.

Sobre estos estratos se encuentra la formacin trisica de la New Red Sandstone, marga y

arenisca, el Red Marl de Smith. La marga es una limolita calcrea.

Por encima de la New Red Sandstone, toda una serie de formaciones diferenciadas por Smith

(arcilla lias, caliza ooltica, etc.) se incluyen en el Sistema Jursico (figura 8, unidades 9-27). Algunas de

estas rocas afloraban en las mrgenes de los canales prximos a Bath donde Smith llev a cabo gran

parte de sus primeros trabajos. Contienen corales, ammonites y muchos otros fsiles, que son muy

semejantes a las partes duras de organismos que viven en el mar en la actualidad, y que pueden ser

considerados como restos de animales emparentados con animales marinos modernos. La serie est

integrada por rocas de tipos semejantes, repetidas varias veces, y los fsiles pertenecen a los mismos

grupos, de manera que todo el conjunto constituye un sistema ideal de rocas sedimentarias. Por un

tiempo los ingleses lo denominaron Ooltico, porque gran parte de la caliza est compuesta de

concreciones del tamao de granos de arena conocidos como ooidos (figura 7).

Fig. 7. Ooidos modernos de una playa en Bahamas.


El nombre francs Jurassisque (Jursico), propuesto en 1829, proviene de los montes Jura en el

lmite suizo-francs (figura 9), donde afloran rocas con fsiles semejantes. En Gran Bretaa, el Jursico

inferior (Lias) es en su mayor parte lutita oscura; el Jursico medio es conocido por su caliza blanca

ooltica (unidades 20 y 22 en figura 8); y el Jursico superior consta de lutita negra y caliza blanca.

Fig. 9. Mapa de contornos de Europa donde se indican lagunas de las localidades de importancia geolgica.

Fig. 8. Arriba: Perfil geolgico estructural a lo largo de la lnea Bath-Salisbury-Southampton (levantado por William Smith, 1819): 1-4 Cenozoico, 5-28 Mesozoico (principalmente Jursico y Cretcico), 30 Estratos Carbonferos (segn T. Sheppard en William Smith: His Maps abd Memoirs, 1920). Abajo: Mapa del SO de Inglaterra mostrando las ubicaciones de tres perfiles estructurales (A-B, arriba, C-D y E-F en figura 10).

Fig. 10. Old Red Sandstone y Devnico marino. (A y B segn J.W. Salter, 1863; C segn A.K. Wells y J.F. Kirkaldy, 1956). A. Perfil C-D en figura 8, a travs del Old Red Sandstone y Carbonfero de Pembrokeshire, SO de Gales. B. Perfil N-S, E-F en figura 8, a travs del Devnico superior y Carbonfero algo pizarroso del norte de Devonshire. Las rocas del Devnico inferior del perfil son rojizas y estriles. C. Diagrama de correlacin y de facies: Gales S N.


En Gran Bretaa hay yacimientos importantes de hierro en el Lias medio, mientras que en Francia

stos pertenecen al Lias superior.

El sistema ms moderno lo integran dos unidades de arcilla y arena sobre las cuales se encuentra

la Chalk. La Chalk en particular se extiende a travs de Inglaterra desde el Canal de la Mancha hasta el

Mar del Norte (figura 6). El sistema se denomina Cretcico que proviene del francs crtac, a su vez

procedente de la voz latina cretaceus que significa greda.

b. Una discordancia importante

En la figura 6 se puede observar que algunos contactos son discordantes con respecto a otros (oblicuos).

Una de esas discordancias est en la base de la New Red Sandstone (P). En la parte ms septentrional de

Inglaterra, este contacto es paralelo al que hay entre los Coal Measures y el Magnesian Limestone, lo

que indica al menos una concordancia aparente entre las tres formaciones, pero ms al sur, en los

Midlands y el norte de Gales, la New Red Sandstone est en contacto discordante con casi todas las

rocas ms antiguas, desde la Magnesian Limestone hacia abajo, y yace sucesivamente sobre los Coal

Measures, Millstone Grit, Mountain Limestone, Old Red Sandstone y las pizarras an ms antiguas de

Gales (Z). sta es una discordancia principal y tambin un traslapo.

La discordancia en la base de la New Red Sandstone es importante porque afecta al espesor de

las rocas ms antiguas presentes por debajo de la misma y determina adems la presencia o ausencia de

estratos individuales o de formaciones enteras. En Inglaterra esto es especialmente importante si se

desea perforar a travs de una cubierta de rocas ms jvenes para encontrar el carbn del Carbonfero o

las sales del Prmico.

Los depsitos inferiores de la New Red Sandstone no representan el mismo nivel estratigrfico en

todas partes. En algunos lugares los depsitos inferiores pertenecen al Trisico, pero en otras partes las

areniscas gradan o se interdigitan con la Magnesian Limestone o la parte superior de los Coal Measures.

As, las deformaciones principales de los Coal Measures inferiores y rocas ms antiguas fueron pre-

prmicas. El Magnesian Limestone, con sus pocos fsiles marinos, tiene una distribucin restringida; la

parte realmente trisica del New Red Sandstone, enteramente continental, cubre discordantemente el

Magnesian Limestone y amplios tramos de rocas ms antiguas, con un depsito continental que traslapa.

En otras palabras, la parte trisica del New Red Sandstone es considerablemente ms extensa que la

parte paleozoica. Adems, la discordancia principal en las disposiciones de los estratos, como se observa

en detalle en el terreno, no est entre el Prmico, el sistema ms moderno del Paleozoico, y el Trisico,

el sistema ms antiguo del Mesozoico, sino que se encuentra algo ms abajo, dentro de las rocas

paleozoicas. Los sistemas y otras unidades estratigrficas de amplitud mundial, deben separarse sobre

bases paleontolgicas ms que estructurales.

c. Los estratos marinos por debajo del Carbonfero britnico (ver tabla 3)

1. EL PALEOZOICO INFERIOR DE GALES. En el sur y el oeste de Gales, y partes vecinas de Inglaterra, el Old

Red Sandstone yace discordantemente sobre un conjunto abruptamente inclinado de rocas ms

antiguas. El banco basal del Old Red Sandstone por lo comn es un conglomerado compuesto de


bloques redondeados de una gran variedad de rocas, especialmente anteriores al al Old Red

Sandstone, y que afloran hoy en el oeste y norte, en su mayor parte en Gales.

TABLA 3 LOS ESTRATOS POR DEBAJO DEL CARBONFERO BRITNICO

SISTEMA COMARCA

TIPO NOMBRE DE FACIES

FACIES EN LA COMARCA TIPO LITOLOGA EN LA COMARCA

TIPO

Devnico Devonshire Devon

Old Red Sanstone

Marino Continental

Pizarras, areniscas, etc. Arenisca roja, etc.

Silrico SE de Gales Marino; somero y con conchas,

graptoltico y probablemente profundo (grauvaca en el N de Gales)

En su mayor parte lutitas (grauvaca en el N)

Ordovcico

N de Gales Marino; somero y con conchas,

graptoltico y probablemente profundo (grauvaca en el O-centro de Gales)

En su mayor parte lutitas, fangolitas, tobas y lavas (grauvaca en el SO de la

comarca tipo)

Cmbrico N de Gales Marino, al menos en parte Lutitas, fangolitas, grits y

conglomerados

En Gales estas rocas del Paleozoico ms antiguo son principalmente las grauvacas

interminables de los primeros gelogos ingleses: areniscas del tipo grauvaca interestratificadas

con limolitas, muy plegadas y sin distinciones claras y evidentes entre las unidades principales.

Las grauvacas interminables no fueron consideradas por Smith y sus contemporneos, porque

era muy difcil dar subdivisiones estratigrficas. Pero, en 1831, Roderick Murchison (en el sur de

Gales) y Adam Sedgwick (en el norte de Gales) emprendieron el estudio de las grauvacas y rocas

asociadas.

Estos dos famosos gelogos ingleses tenan orgenes muy distintos. Murchison era uno de los

oficiales del duque de Wellington; en 1815 busc otro trabajo y la geologa le abri las puertas a

nuevas experiencias. Sedgwick en cambio se haba dedicado a la geologa como medio de vida;

era hijo de un clrigo y haba vivido precariamente en Cambridge como tutor de matemticas. En

1818 (hasta 1873) fue designado para la ctedra Woodward de geologa que haba quedado

vacante luego de que el profesor anterior haba contrado nupcias, con lo que violaba el

reglamento de la fundacin. Sedgwick fue invitado a unirse a Murchison en Gales en 1831

(Charles Darwin les acompa en este encuentro).

Sedgwick comprendi que las rocas del N de Gales consistan en tres o cuatro pliegues

anticlinales alternando con sinclinales (figura 11). Encontr unos cuantos fsiles en los depsitos

superiores y recurri a ellos para hacer algunas distinciones. Denomin sistema Cmbrico

(derivado del nombre latn medieval de Gales) a los dos tercios inferiores del perfil del N de Gales,

cuando l y Murchison publicaron su primer informe general en 1835. Murchison describi la

parte superior de las grauvacas, por debajo de la Old Red Sandstone del sur de Gales, como

sistema Silrico (del nombre en latn clsico de una antigua tribu galesa: los siluros). Cuatro aos

despus public su obra maestra The Silurian System, que contena descripciones de cientos de

especies de fsiles por varios especialistas e iba acompaado de su propio mapa geolgico.

Reconoci tambin la posible equivalencia del Cmbrico superior de Sedgwick con su propio


Silrico inferior; posteriormente redujo el Cmbrico a los estratos inferiores que haban

proporcionado muy escasos fsiles en el N de Gales.

Sedgwick y Murchison no reconocieron el valor de los pequeos graptolites carbonceos como

fsiles caractersticos. Fue Charles Lapworth, en 1879, quien emple los gratolites para resolver

algunas dificultades de correlain y proponer la tercera subdivisin principal de la serie anterior a

la Old Red Sandstone, el sistema Ordovcico (nombre tomado de otra tribu antigua, los

ordovices). Este sistema corresponde a la parte inferior del Silrico de Murchison y a la parte

superior del Cmbrico de Sedgwick (en el mapa de la figura 11 est marcada como Ordovcico).

Hay una discordancia relativamente extensa por encima de gran parte del Ordovcico gals, con el

Silrico traslapando al Cmbrico (figura 12). El Ordovcico es la parte ms interesante del

Paleozoico inferior britnico porque tiene la mayor variedad de facies litolgicas, incluyendo no

slo las calizas bien desarrolladas del borde oriental de la comarca, sino tambin ms al NO, en el

Fig. 11. Geologa del N de Gales. Arriba: Mapa geolgico en el que se indica el anticlinal cmbrico y comarcas precmbricas y el sinclinal ordovcico y comarcas ordovcico-silricas (segn A.K. Wells y J.F. Kirkaldy, 1956). Abajo: Perfil estructural desde Harlech hacia el SE (a-d Cmbrico, e-f Ordovcico (modificado por Adam Sedwick, 1847).

Fig. 12. Perfil esquemtico mostrando el Cmbrico, Ordovcico y Silrico inferior, concordantes en el geosinclinal del centro de Gales, y el Silrico trasplantado hacia el E sobre la plataforma (segn A.K. Wells y F.J. Kirkaldy, 1956).


norte de Gales, una serie volcnica compleja. La comarca volcnica incluye Snowdon, el pico ms

alto de Gran Bretaa, al sur de los Highlands escoceses.

Las rocas cmbricas de Gales, ordovcicas y silricas, fuertemente inclinadas y apretadamente

plegadas, sobre todo las de las facies de grauvaca y lutita negra (graptoltica), son muy potentes.

Las pizarras, fangolitas y grits (arenisca dura de grano grueso) del Cmbrico, llegan a los 4500

metros de potencia. El espesor del Ordovcico es algo difcil de medir, pero las acumulaciones

volcnicas de Snowdon seguramente tienen varios miles de metros de potencia. El Silrico tiene

una facies de lutita (alterada de pizarra) que tiene por lo menos una potencia de 3000 metros en

el norte de Escocia.

La distribucin geogrfica de la facies no volcnica ha sido elaborada ms completamente para el

Silrico. La facies de grauvaca est en el extremo NO de la faja de afloramientos, en el SE se tiene

una facies de conchas de calizas y lutita con abundantes braquipodos, y la facies graptoltica de

lutitas negras est entre las otras dos. En la figura 13 se muestra un ejemplo de esta distribucin

de facies para una pequea parte del Silrico medio. No es de extraar que Murchison, al

efectuar su mapa pionero preliminar, no viera que haba que correlacionar estas rocas dismiles,

sobre todo si se toma en cuenta el escaso espesor y las inclinaciones suaves de los bancos en la

facies de conchas que contrastan marcadamente con el espesor y las fuertes inclinaciones de las

secuencias en las otras dos facies.

Los brachipodos de la facies de conchas indican deposicin en agua somera. Las lutitas

graptolticas carecen de fsiles de agua somera y por consiguiente pueden haberse depositado en

agua profunda. Las grauvacas contienen abundantes pruebas de deslizamiento y

desmoronamiento con temporneo de los sedimentos, cuando todava estaban blandos, como si

algunos estratos que haban sido depositados en agua somera se hubieran deslizado hacia aguas

ms profundas y se hubieran mezclado con una facies ms profunda. Obsrvense en la figura 13

las flechas que indican las direcciones del movimiento de los sedimentos. Los datos para el

trazado de estas flechas fueron proporcionados en parte por las estructuras de

desmoronamiento en la facies de grauvaca: surcos, estriaciones y otros rasgos que indican las

direcciones en que se desplazaron las masas desmoronadas.

Fig. 13. Mapa facial del Wenlockiano medio (Silrico medio) en Gales (segn W.A. Cummins, 1957).


2. EL PLEGAMIENTO CALEDONIANO. La discordancia presente por lo comn en la parte superior del

Silrico (base local del Old Red Sandstone) indica que las rocas del Paleozoico inferior fueron

plegadas antes de que se acumulara el Old Red Sandstone local. Esta deformacin se denomina

plegamiento Caledoniano. Los pliegues caledonianos en Inglaterra y Gales, y tambin en Escocia,

estn alargados en el sentido NE SO. Hay dos fajas principales de pliegues caledonianos, una en

Gales e Inglaterra, y otra, paralela a la primera, 300 km al NO, en Irlanda y Escocia.

3. EL DEVNICO DE DEVONSHIRE. Las formaciones marinas son los mejores patrones para la correlacin

mundial, porque los fsiles que contienen son tambin los ms diseminados. Murchison y

Sedgwick encontraron en Devonshire, al sur del canal de Bristol frente a Gales, un perfil marino

tpico para el sistema representado por el Old Red Sandstone en la mayor parte de Gran Bretaa,

al norte del canal de Bristol (figura 10 A). Las rocas de Devonshire (figura 10 B) en su mayor parte

son pizarras y areniscas de dos series. La superior contiene plantas, como las de los Coal

Measures, y ammonoideos (goniatites). Se logr demostrar, tras considerables dificulatades, que

esta serie corresponda al Carbonfero, principalmente inferior. La serie inferior, cerca de su

margen septentrional, est interestratificada con la Old Red Sandstone tpica, la roca que cabe

esperar encontrar debajo del Carbonfero. La mayor parte de esta serie inferior se asemeja

mucho al Silrico y rocas ms antiguas de Gales, pero sus fsiles marinos abundantes localmente

no son los del sistema Silrico o anteriores. Entre otras cosas, no hay graptolites; adems, las

facies de conchas, en parte caliza, contiene especies que son intermedias entre las del Silrico y

las de la Mountain Limestone del Carbonfero. Murchison y Sedgwick sugirieron en 1838 que

estas rocas eran contemporneas con las secuencias del Old Red Sandstone del N del canal de

Bristol. Ms tarde, se comprendi que los peces primitivos, y otros fsiles peculiares de la Old

Red Sandstone de Escocia y de otros lugares, son probablemente restos de animales de agua

dulce, y que sus hbitats diferentes explicaran sus diferencias notables con los fsiles marinos

mucho ms numerosos en otras formaciones. As tenemos en Devonshire una interdigitacin de

las facies marina y continental del sistema Devnico (figura 10 C).

d. El Prmico y el Trisico

El perfil britnico entre el techo de la Old Red Sandstone y el Chalk es bastante completo,

pero las dos unidades entre los Coal Measures y el Jursico no se prestan como patrones

satisfactorios para comparacin con otras regiones, porque la inferior est provista de

escasos fsiles marinos, y la superior es enteramente no marina. Por consiguiente, los

primeros gelogos fueron al continente europeo en busca de series tpicas. Estas dos partes

de la columna patrn se denominan ahora Prmico y Trisico.

1. EL SISTEMA PRMICO. El Magnesian Limestone de Inglaterra contiene unos pocos peces,

invertebrados marinos de arrecifes y otros fsiles, y est acompaado de bancos de arcilla rojiza,

con ms o menos cantidad de sal de roca, yeso y otras evaporitas, especialmente en el subsuelo

del E-centro de Inglaterra. Los fsiles marinos son tan escasos y tan persistentes que la unidad no

es satisfactoria como integrante tipo de la Columna Patrn. Calizas semejantes, con peces e


invertebrados de los mismos grupos, y sales similares, en mucho mayor volumen, se encuentran

tambin en Alemania. Los equivalentes del Magnesian Limestone en Alemania tienen la misma

posicin estratigrfica que en Inglaterra; es decir, estn por encima de los Coal Measures y por

debajo de los estratos trisicos. Cuando los estratos superiores de los Coal Measures se siguen

por el E hacia Rusia, sus divisiones inferiores se vuelven normalmente marinas, con abundantes

fsiles. En 1841, Sir Roderick Murchison, por aquel entonces director del Geological Survey de

Gran Bretaa, visit Rusia, y obtuvo el apoyo del Zar para dirigir una gran expedicin hacia el E, a

Perm y otros distritos cerca de los montes Urales, donde los exploradores encontraron las

posiciones estratigrficas de la doloma y parte de los depsitos rojos formados por calizas y otras

rocas que contena brachipodos, fusulinas y otros fsiles marinos. En 1845, Murchison y sus

colaboradores publicaron dos grandes volmenes con los resultados de la expedicin. Dieron el

nombre de Prmico a los estratos marinos y continentales de Rusia, y este nombre es el que se

emplea para designar el sistema en todo el mundo.

2. EL SISTEMA TRISICO. En Alemania Occidental, las rocas que estn por debajo del Jursico y por

encima del equivalente del Magnesian Limestone son en su mayora areniscas y limolitas rojas,

casi sin fsiles, de la misma manera que en Inglaterra. En el mismo centro del potente perfil de

los bancos rojos, sin embargo, hay una caliza rica en brachipodos y otros fsiles marinos, el

Muschelkalk (calizas de almejas o conchas). La divisin en tres partes, sedimentos rojos, caliza y

nuevos sedimentos rojos, fue la base para el nombre Trisico, propuesto por el alemn F.A. von

Alberti en 1834.

Este conjunto de facies, un tercio marino, dos tercios que carecen de fsiles marinos y

que contienen unos pocos fsiles terrestres y de agua dulce, se denomina facies

germnica del Trisico, designacin que se emplea para incluir tambin la serie uniforme

de sedimentos rojos que aparece en Inglaterra. La facies germnica es caracterstica del

Trisico del NO de Europa, hasta el N de Suiza.

En los Alpes orientales, y especialmente en los montes Dolomticos del NE de Italia (figura

9), el Trisico muestra una facies contrastante, la facies alpina, con dolomas de

centenares de metros de espesor y conteniendo como fsiles tpicos, ammonites y

pelecpodos delgados y aplastados, asignados a gneros restringidos al Trisico o incluso

caractersticos de tramos particulares del sistema.

En las figuras 14 y 15 se indican fsiles trisicos tpicos del Muschelkalk y alpinos; los ammonites

alpinos son ms variados. Los estratos calcreos potentes de la facies alpina del Trisico

contienen algunas estructuras de arrecifes que denotan deposicin de por lo menos algunas

partes de estas rocas en agua somera. Grandes espesores de caliza, transformados ahora en

doloma, pueden haberse construido a medida que se hunda el substrato. Otras partes de la

formacin carecen de conchas de agua somera y pueden haberse depositado en el agua a cientos

o miles de metros de profundidad, entre o ms all de los arrecifes. Tanto la facies germnica

como la alpina se encuentran en otras partes del mundo.


Fig. 14. Fsiles de la facies Muschelkalk del Trisico medio (tomado de Roland Brinkmann, Historische Geologie, Enke, Stuttgart, 1959). A. Ceratites nodosus (ammonite cerattico), 120 mm de ancho. B. Encrinus liliiformis (crinoideo), 90 mm de largo. C. Myophoria vulgaris (pelecpodo), 30 mm de largo. D. Trigonodus sandbergeri (pelecpodo), 35 mm de largo. E. Terebratula vulgaris (brachipodo), 23 mm de largo. F. Undularia scalata (gasterpodo), 70 mm de largo.

Fig. 15. Fsiles de la facies alpina del Trisico (tomado de Roland Brinkmann, Historische Geologie, Enke, Stuttgart, 1959).

A. Tirolites cassianus (ammonite semejante a un ceratite; Trisico inferior, piso Escitiano (ver tablas 4 y 5)), 26 mm de ancho.

B. Sutura de Tirolites cassianus. C. Ceratites trinodus (ammonite cerattico; Trisico medio, piso Anisiano), 44 mm de ancho. D. Ptychites studeri (ammonite; Trisico medio, piso Anisiano), 96 mm de ancho. E. Daonella lommeli (pelecpodo; Trisico medio, piso Ladiniano), 45 mm de largo. F. Pinacoceras metternichi (ammonite; Trisico superior, piso Noriano), 200 mm de largo. G. Megalodon scutatus (pelecpodo; Trisico superior, piso Noriano), 68 mm de alto. H. Terebratula gregaria (brachipodo; Trisico superior, piso Rtico), 20 mm de largo. I.


TABLA 4 LOS PISOS DEL CRETCICO

NOMBRE LOCALIDAD TIPO LITOLOGA EN LA LOCALIDAD

TIPO

SUPERIOR Maestrichtiano * Maastricht, Holanda Creta blanca

Campaniano * La Champagne, Francia Creta

Santoniano * La Saintonge, Francia Creta

Coniaciano * Cognac, Francia Creta

Turoniano Touraine, Francia Creta silcea

Cenomaniano Le Mans, Francia Creta glaucontica

INFERIOR Albiano Aube, Francia Arena glaucontica y Arcilla

Aptiano Apt, Francia Caliza Barremiano Barrme, Francia Caliza Hauteriviano ** Hauterive, Francia Caliza Valanginiano ** Valangin, Suiza Caliza Berriasiano ** Berrias, Francia Caliza

* Considerado anteriormente parte del Piso Senoniano (Creta blanca; Sens, Francia)

** Considerado anteriormente parte del Piso Nerocomiano (Neuchtel, Suiza)

TABLA 5 LOS PISOS DEL TRISICO (Localidad tipo en el este de los Alpes)

TRISICO SUPERIOR Rtico Noriano Carniano

TRISICO MEDIO Ladiniano Anisiano

TRISICO INFERIOR Escitiano

5. El Cenozoico tipo (ver tabla 6)

Los estratos post-cretcicos pertenecen al Terciario y al Cuaternario. El Terciario contiene una

proporcin mayor de formaciones sedimentarias pobremente consolidadas que el Mesozoico. Incluso

sus estratos marinos a menudo se pueden describir como arena, arcilla y grava. Sin embargo, muchas

calizas del Terciario inferior y medio de los Alpes meridionales, en la Ile de France alrededor de Pars, en

Persia, en los Himalayas, y en otras partes, son rocas duras, y una arenisca del Terciario inferior de las

alturas del norte de los Alpes ha sido cortada durante siglos en bloques como material de construccin

que endurece con el tiempo.

El Cuaternario incluye depsitos marinos costeros y aluviones sueltos de relleno de valles, y

tambin el till, loess, y delgados depsitos de ripio que estn dispersos por toda Escandinavia y otras

comarcas septentrionales, cubriendo a un tiempo las formaciones terciarias y otras ms antiguas.

A los gelogos continentales de mediados del siglo XIX se dej la subdivisin del Terciario, la

parte principal del Cenozoico, sobre una base comparable a la que se emplea hoy para las rocas ms

antiguas. Dividieron el Terciario en el sistema Palegeno (ms antiguo) y el sistema Negeno (ms

joven), sistemas que son ms bien sintticos, dado que sus comarcas tipo estn ampliamente


distribuidas. La mayor parte del Palegeno est basado sobre la serie de la cuenca de Pars; las partes

que faltan estn rellenadas con tramos de perfiles de las cuencas de Londres, Blgica y Hanover (figura

9). La mayor parte del Negeno se puede encontrar en la parte meridional del valle del Po de Italia del

norte. El Palegeno est bien representado en la columna inglesa por el London Clay, localmente

fosilfero, y por otras arenas y arcillas que estn encima del Chalk en el sinclinal del Tmesis, en los

alrededores de Londres (en B en figura 6). Las correlaciones entre los estratos en Italia o Francia y

estratos que se cree son de la misma edad en Inglaterra se realizan mediante moluscos y otros fsiles.

Casi todos los moluscos del Palegeno pertenecen a especies extinguidas (ver figura 1), mientras que en

todas las formaciones del Negeno, excepto las ms antiguas, presentan faunas de moluscos

compuestas por especies de las cuales la mitad por lo menos viven todava hoy.

TABLA 6 SISTEMAS CENOZOICOS

DIVISIONES ANTIGUAS (TODAVA

EMPLEADAS)

SISTEMAS (NOMBRES EMPLEADOS AQU)

SUBSISTEMAS COMARCA TIPO FACIES EN LA COMARCA

TIPO

CUATERNARIO Sistema Pleistoceno

(Lyell, 1839) Costa oriental de Sicilia Marino somero

TERCIARIO Sistema Negeno (Hoernes, 1853)

Plioceno (Lyell, 1833)

Margen sur del valle del Po, Italia

Marino somero a moderadamente profundo

Mioceno

(Lyell, 1833) Cuenca de Aquitania del

SO de Francia Marino somero

Sistema Palegeno (Naumann, 1866)

Oligoceno (Beyrich, 1854)

Cuenca de Hanover, Alemania

Marino somero

Eoceno

(Lyell, 1833)

Paleoceno

(Schimper, 1874)

Cuenca de Pars, Francia Cuenca de Londres,

Inglaterra Cuenca de Blgica

Continental (no marino)

Continental y marino Marino

El gran desarrollo del Palegeno se realiz en el mar Tethys, un Mediterrneo mayor que se

extenda a lo largo de toda la parte sur de Eurasia e inclua los emplazamientos de los Alpes e Himalayas

actuales. En esta regin el techo del Palegeno est sealado por la mayor de varias discordancias

atribuibles a un plegamiento que, porque fue importante en la historia de los Alpes, se denomina

plegamiento Alpino. En otros lugares, como en el SO de Francia, los depsitos estn an horizontales y

el lmite entre el Palegeno y el Negeno se puede establecer con dificultad.

La mayor parte de los sedimentos del Cuaternario, de relativamente poco espesor y locales, se

denominan Pleistoceno, mientras que los sedimentos ms modernos se conocen como Reciente

(Holoceno). El Pleistoceno tipo de Sicilia oriental fue descrito por Charles Lyell en 1833, pero el nombre

actual (que significa ms nuevo) no fue propuesto por l hasta 1839. Arenas y arcillas marinas de aguas

someras del Pleistoceno, orlan muchas costas. Sus fsiles, moluscos, estn asignados prcticamente

todos a especies actuales. Los depsitos continentales pleistocenos, por el contrario, a veces contienen

dientes y huesos de especies extintas de mamferos, tales como el mastodonte y el mamut.


6. La correlacin con Amrica del Norte

Las columnas en Amrica del Norte, as como las de Australia, Antrtida, Amrica del Sur y Asia

Oriental, estn calibradas por comparacin con la columna patrn de Europa. En Amrica hay varias

columnas locales que se han obtenido de sucesiones de formaciones, ya sea sin deformar o levemente

deformadas, que han sido utilizadas como patrones continentales o regionales de referencia. El perfil

que aflora en el Grand Canyon del N de Arizona es especialmente claro y convincente, tanto en la

sucesin de las formaciones como en las variaciones individuales (facies contemporneas).

Una segunda columna americana, tal vez ms importante an, es la obtenida de un perfil al O de

Nueva York y Pennsylvania, exclusivamente paleozoica, y uno de los mejores perfiles del Paleozoico en

todo el mundo. Aqu, al sur de las rocas pre-paleozoicas de las Adirondack (ver figura 16, suelen ser

confundidas como parte de los Apalaches [Orogenia Tacnica, Ordovcico!] pero estas montaas son

mucho ms antiguas, pertenecen a la Orogenia Grenville del perodo Toniano [ver tabla 7], y son la

extensin de las montaas Laurentinas de Canad), se extiende un perfil ordovcico-prmico plano o

suavemente inclinado, que va desde el ro Mohawk (base del perfil), hacia el SO hasta los estratos

carbonferos y prmicos continentales cerca de Pitsburg.

TABLA 7 EON PROTEROZOICO

2.5 Ga - 542 Ma

Era Paleoproterozoica

2.6 Ga - 1.6 Ga

Era Mesoproterozoica

1.6 Ga - 1.0 Ga

Era Neoproterozoica

1.0 Ga - 542 Ma

Sideriano Rhyaciano Orosiriano Statheriano Calymmiano Ectasiano Steniano Toniano Cryogeniano Ediacarano

Referencias:

Principalmente adaptado de Historical Geology by A.O. Woodford HC/DJ (1965)

Fig. 16. Arriba: Adirondack Mountains, NY, Whiteface Mountain, 1 629 m, Grenville Orogeny.

Abajo: Mapa de las principales regiones de los Apalaches del NE. Observar la inclusin de las montaas Adirondack en los Apalaches.

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