GEOLOGA

PRCTICA 2. MAPASOBJETIVO

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CORTES GEOLGICOS

Interpretar la informacin superficial de los mapas geolgicos (tipo de contactos, direccin y buzamiento de capas, fallas, pliegues) y deducir la estructura geolgica en profundidad mediante cortes geolgicos sencillos. CONCEPTOS BSICOS

Mapas geolgicosEl mapa geolgico es una representacin grfica de las litologas o rocas de la superficie terrestre, con informacin referente a sus edades y a sus relaciones estructurales, y se construye sobre un mapa topogrfico. La informacin geolgica de las litologas y edades de las rocas se suele representar mediante tramas (litologas) y colores (edades). Existe una serie de convenios para establecer qu representa cada trama y color utilizados en una cartografa geolgica.

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) La geometra de la mayora de las estructuras que se representan en los mapas geolgicos puede asimilarse a planos (estratificacin, discordancias, fallas) o a lneas (ejes de pliegues) con una orientacin espacial concreta. Para representar estos elementos en un mapa, se emplean una serie de smbolos que indican su orientacin, tipo de contacto, tipo de fallas, tipo de pliegues... Un mapa geolgico siempre debe presentar una leyenda de las tramas, colores y smbolos que nos permita interpretar toda la informacin reflejada en el mismo. En la leyenda litolgica, se sitan los materiales ms antiguos en la base y los materiales ms modernos en la parte superior.

Cortes geolgicosEl corte geolgico es una representacin grfica en un plano vertical de la disposicin en profundidad de las unidades geolgicas. Para su realizacin se utilizan datos del mapa geolgico: regla de la V, contornos estructurales.

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GEOLOGA ORIENTACIN DE LAS ESTRUCTURAS GEOLGICAS Cualquier estructura geolgica debe referenciarse respecto al Norte geogrfico (direccin, d) y al plano horizontal (buzamiento de planos, b, o inmersin de lneas, i). Mediante un plano se pueden representar las siguientes estructuras geolgicas: un estrato, una discordancia, una falla, un dique, etc. Y mediante una lnea: un eje de pliegue, una lineacin mineral, etc.

Direccin y buzamiento de un planoDireccin de un plano (d). ngulo de una lnea horizontal contenida en dicho plano con respecto al Norte. El valor de la direccin puede darse segn varias notaciones: de 0 a 360 (ejemplos: 235, 125, 85); desde el Norte 0 a 180 e indicando la direccin hacia la que se mide, Oeste (O) o Este (E), (ejemplos: N125E, N45E, N150O). Buzamiento de un plano (b). ngulo que forma la lnea de mxima pendiente contenida en dicho plano con respecto a la horizontal. La lnea de mxima pendiente en un plano es siempre perpendicular a la direccin del mismo. El valor del buzamiento vara entre 0 (plano horizontal) y 90 (plano vertical). Para determinar correctamente el buzamiento es necesario indicar el sentido del buzamiento, es decir, la direccin hacia la que se inclina el plano.

(Powell, 1992)

(Gonzlez Casado y Giner, 2002)

Sentido de inmersin e inmersin de una lnea.Sentido de Inmersin de una lnea (si). ngulo que forma con respecto al Norte el plano vertical que contiene a esa lnea. A diferencia de los planos, para la correcta orientacin de las lneas en el espacio debe definirse el sentido de la direccin. La notacin del sentido de la inmersin suele darse de 0 a 360. Inmersin de una lnea (i). ngulo que forma una lnea con un plano horizontal medido sobre un plano vertical que contenga esa lnea. El valor de inmersin de una lnea vara entre 0 y 90. 2

GEOLOGA LA ESTRATIFICACIN Y ESQUISTOSIDAD EN LOS MAPAS GEOLGICOS Para representar la orientacin espacial de la estratificacin se utiliza como smbolo estndar una cruz. El aspa larga del smbolo hace referencia a la direccin de la capa (respecto al Norte) y el segmento corto indica la direccin hacia donde buza. Este smbolo puede estar acompaado de un nmero que ndica el valor del ngulo de buzamiento. En la figura se muestra el caso de una capa con direccin Norte-Sur y que buza 60 hacia el Este. Si los estratos estn horizontales (b = 0) o verticales (b = 90) se utilizan smbolos ligeramente distintos (ver figura). Finalmente, si los estratos estn invertidos o volcados tambin se utiliza un smbolo especial. En la figura, se puede observar como una capa plegada presenta un flanco normal (punto 2) y un flanco invertido (punto 1). La esquistosidad se representa de forma anloga a la estratificacin pero se emplea un smbolo con un tringulo que indica hacia donde buzan los planos de esquistosidad.

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) LOS CONTACTOS LITOLGICOS EN LOS MAPAS GEOLGICOS Generalmente se pueden establecer tres tipos de contactos entre materiales: contactos concordantes, discordantes y mecanizados. Los dos primeros trminos hacen referencia a las relaciones geomtricas que hay entre los planos de estratificacin de dos materiales, es decir, si son dichos planos son respectivamente paralelos o no son paralelos. Y los contactos mecanizados ponen en contacto dos materiales por medio de una falla o fractura. Para representar las caractersticas de los contactos entre materiales en los mapas geolgicos se utilizan diferentes tipos de lneas:

(Gonzlez Casado y Giner, 2002)

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GEOLOGA LAS FALLAS EN LOS MAPAS GEOLGICOS Las fallas pueden representarse simplemente como un contacto mecanizado, aunque si se conoce el tipo de falla se debe aadir otra simbologa: * Falla normal: al smbolo de contacto mecanizado se le aaden segmentos perpendiculares de menor tamao que sealan hacia dnde buza el plano de falla, es decir, la direccin del bloque hundido. * Falla inversa: al smbolo de contacto mecanizado se le aaden unos tringulos, que de nuevo sealan hacia dnde buza el plano de falla, y en este caso, la direccin del bloque levantado. * Falla de desgarre: al smbolo de contacto mecanizado se le aaden unas flechas que indican el sentido de movimiento de los bloques de la falla.

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) LOS PLIEGUES EN LOS MAPAS GEOLGICOS Los pliegues se representan mediante una lnea que marca la interseccin del plano axial con la superficie del terreno, y unos smbolos (normalmente flechas) que nos indican hacia dnde buzan los flancos de la estructura plegada y, por lo tanto, el tipo de pliegue: * Pliegue anticlinal: las flechas divergen desde la traza de la lnea axial * Pliegue sinclinal: las flechas convergen en la lnea axial. Si los flancos del pliegue buzan en el mismo sentido, uno de ellos estar en posicin normal y otro en posicin invertida (ver concepto de buzamiento invertido). De esta forma se puede diferenciar pliegue anticlinal con flanco invertido y pliegue sinclinal con flanco invertido y sus smbolos son diferentes:

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) 4

GEOLOGA PLANOS CONCORDANTES Y PLANOS DISCORDANTES

FALLAS

PLIEGUES

Bennison (1969)

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GEOLOGA CORTES GEOLGICOS: SU ORIENTACIN Antes de realizar un corte geolgico es necesario determinar la direccin que proporciona mayor informacin geolgica y mejor va a representar la estructura geolgica profunda. En principio y como regla general, se deber hacer el corte perpendicular a la direccin de las capas o a la direccin de las estructuras presentes en la zona (discordancias, fallas, pliegues...). En la figura se puede observar cmo al variar la orientacin de los perfiles, el corte geolgico es muy diferente. En el CORTE 2, la orientacin del perfil forma un ngulo de 90 con la direccin de las capas y los estratos presentan su buzamiento real, es decir, estamos realizando el corte con una orientacin paralela a la lnea de mxima pendiente. Sin embargo, en el CORTE 1, la orientacin del perfil es paralela a la direccin de las capas y los estratos parecen estar horizontales cuando realmente buzan 45. Los buzamientos medidos en direcciones diferentes de la de mxima pendiente se les denominan buzamientos aparentes y tienen siempre valores angulares menores que el buzamiento real.

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) CORTES GEOLGICOS SIN TOPOGRAFA 1) En primer lugar se debe elegir la orientacin del corte y se debe realizar el perfil topogrfico a lo largo de la direccin elegida con una escala vertical igual que la escala horizontal. En este ejemplo la zona considerada es plana y, por tanto, su perfil topogrfico es una lnea horizontal.

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) 2) Se debern proyectar sobre el perfil topogrfico las intersecciones entre la traza del corte y los contactos litolgicos (concordantes, discordantes o mecanizados) del mapa geolgico. 6

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(Gonzlez Casado y Giner, 2002) 3) A continuacin se procede a pintar los contactos entre materiales en profundidad. Para ello debemos fijarnos en los diferentes smbolos que aparecen en los distintos materiales. En el ejemplo, sabemos que el material 2 buza 45 hacia el Oeste, y como los contactos con los materiales 1 y 3 son concordantes, estos materiales tambin presentan la misma direccin y buzamiento (45 hacia el Oeste). Si no tenemos smbolos, para obtener el buzamiento se realizan contornos estructurales. 4) Por ltimo, se rellenan con las tramas correspondientes, siempre paralelas al buzamiento de las capas; se orienta el corte y se coloca la escala grfica horizontal del mismo.

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) Si apareciesen smbolos de pliegues y fallas, se debe proceder como en el caso de los contactos litolgicos. CORTES GEOLGICOS CON TOPOGRAFA En la mayora de los mapas geolgicos existe una topografa ms o menos compleja que se deber considerar para la correcta construccin e interpretacin de los perfiles geolgicos. Cuando no hay smbolos en un mapa que indiquen la orientacin de los estratos, las fallas, etc., o estos son escasos, se puede deducir la orientacin de los elementos planares utilizando la regla de las "uves" y la construccin de contornos estructurales.

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Regla de la VLa forma y la direccin del afloramiento superficial de una capa dependen del buzamiento de la capa y de la superficie topogrfica.

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) * Capas horizontales

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) En la figura se puede observar un mapa geolgico en el que hay una serie de materiales sin ningn tipo de simbologa que nos indique su direccin y buzamiento. Estos materiales presentan sus contactos paralelos a las curvas de nivel y, por tanto, estn horizontales. 8

GEOLOGA En el corte A-A', por debajo del material 3 aparece otro material que no corta en superficie la traza de nuestro perfil (material 4). Aunque en un corte geolgico, la traza del perfil no corte alguno de los materiales del mapa, se tiene que considerar la posibilidad de que ese material aparezca en la reconstruccin que se realice en profundidad, ya que en un corte geolgico debe incluir la mayor cantidad de informacin del mapa geolgico. En el corte B-B', el material 4 est cortado por la traza del perfil y se encuentra por debajo del material 3. Por tanto, se debe aadir esta informacin al corte A-A'. * Capas verticales

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) Se ha utilizado el mapa geolgico anterior pero se ha incluido una capa de color negro que atraviesa varios de los materiales presentes y sus contactos cortan las curvas de nivel de manera rectilnea (capa vertical). En el corte A-A', la capa no es cortada en superficie por el perfil, pero podemos inferir su presencia por debajo de los materiales 1 y 2 a partir del corte B-B'. * Capas inclinadas

(Gonzlez Casado y Giner, 2002) En la figura superior, se muestra la geologa de un valle orientado E-O, con un drenaje hacia el Oeste. Hay cuatro litologas diferentes cuyos contactos son concordantes entre s, tienen forma de "V" y cortan las curvas de nivel. Como normal general, el vrtice de la "uve" que dibuja un contacto en un valle indica el sentido de buzamiento del mismo. En el ejemplo, las capas buzan o estn inclinadas hacia el Este. 9

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Contornos estructuralesLa forma y orientacin de las estructuras geolgicas se pueden determinar mediante la construccin de contornos estructurales. En la figura se observa un bloque diagrama de una capa litolgica que se extiende en profundidad de manera inclinada y que intersecta la superficie topogrfica con una morfologa curvada (regla de la V). Las curvas de nivel (lneas discontinuas) permiten determinar las alturas de la parte superior (techo) e inferior (muro) de la capa. As, los puntos x, y, z situados en el techo de la capa estn situados a 400 metros sobre el nivel del mar. La lnea que une esos tres puntos define un contorno de 400 metros en esa estructura, el contorno estructural de 400 m.

(Powell, 1992) Los contornos estructurales de 200 m hasta 700 m del techo de la capa se visualizan mejor al eliminar las rocas que hay por encima de la capa:

(Powell, 1992) La extensin de la capa antes de que la erosin configurase la superficie topogrfica actual sera:

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(Powell, 1992) Estos principios bsicos tambin se pueden aplicar a los mapas geolgicos. La figura siguiente representa la proyeccin del bloque diagrama sobre un plano horizontal. Los puntos x, y, z definen la posicin del techo de la capa a 400 metros de altura. La lnea que une estos tres puntos es el contorno estructural de 400 m. Tambin se han pintado los contornos de 300, 500, 600 y 700 m, de manera discontinua si estn bajo la superficie terrestre y de manera continua si estn sobre la superficie terrestre. Estos contornos estructurales indican la direccin de la capa, y en el sentido en el que disminuyen de altura, el sentido de buzamiento.

(Powell, 1992) En la siguiente figura se recogen los pasos que hay que seguir para construir cortes geolgicos a partir de los contornos estructurales. En el diagrama A se muestra el mapa geolgico anterior y se pide realizar un corte geolgico a lo largo de la lnea ab (perpendicular a la direccin de los contornos estructurales). Se sita una tira de papel sobre esta lnea y se marcan los puntos de interseccin con las curvas de nivel (cuadrados blancos) para realizar el perfil topogrfico (diagrama B). En el perfil topogrfico, su escala vertical es igual a la escala horizontal del mapa. A continuacin se marcan en la tira de papel los puntos de interseccin con el contacto de la capa (cuadrado negro) y con los contornos estructurales (crculos), y se proyectan sobre el perfil topogrfico a las alturas correspondientes. Uniendo estos puntos se dibuja el techo de la capa, cuya inclinacin proporciona el buzamiento de la capa. En el diagrama C se han seguido los mismos pasos para reconstruir la posicin del muro de la capa y finalizar el corte geolgico: se ha rellenado cada litologa con sus colores correspondientes (si hay tramas, deben 11

GEOLOGA dibujarse paralelamente al buzamiento de las capas), se ha orientado el corte y se ha colocado la escala grfica horizontal del mismo.

(Powell, 1992)

Determinacin del espesor y profundidad de una capaEl espesor o potencia de una capa es la distancia perpendicular a los dos planos que la delimitan, y se puede calcular a partir del corte geolgico. Si el corte es perpendicular a la direccin de la capa, se obtendr su espesor real. Pero si el perfil no tiene esta orientacin, proporcionar un valor de espesor menor que el valor real, un espesor aparente. La profundidad de una capa es la distancia vertical desde un nivel de referencia, normalmente la superficie terrestre, hasta esa capa.

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GEOLOGA BIBLIOGRAFABennison, G.M. (1969). An introduction to geological structures and maps. Edward Arnold (Publishers) (2 ed), London, 64 pp

prctica. Ed. Ramn Areces.

Gmez Ortz, D., Martn Crespo, T. y Martn Velzquez, S. (en prensa). Introduccin a la geologa J. (2002). GEORED.

Gonzlez Casado, J.M. y Giner Robles, http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/casado/comienzo.html

Lisle, R.J. (1995). Geological structures and maps. A practical guide. Butterworth-Heinemann Ltd (2 ed), Oxford, 104pp McClay, K. R. (1987). The mapping of geological structures. John Wiley & Sons, Chichester, 161 pp. Powell, D. (1992). Interpretation of geological stuctures through maps: An introductory practical manual. Ed. Longman, 176 pp. Ramn-Lluch, R, Martnez-Torres, L. M., Apraiz, A. (2001). Introduccin a la cartografa geolgica. Universidad del Pas Vasco, 214 pp Simpson, B. (1985). Geological maps. Pergamon Press (4 ed), Oxford, 98 pp Stephen Reynolds. http://reynolds.asu.edu/

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