Métodos geométricos - Perfiles geológicos V

Tabla de contenido

Métodos geométricos - Perfiles geológicos V
7. Perfiles y mapas de pliegues fallados.
- 7.1. Perfil geológico un pliegue fallado en topografía plana
- 7.2. Elaboración del mapa y del perfil geológico de un pliegue fallado en topografía montañosa

Los datos estructurales colectados en campo se representan en un mapa geológico con la finalidad de comprender la geometría y el contexto geológico en el que se encuentran. En adición a los mapas, se realizan perfiles geológicos para visualizar la interpretación litológica y estructural en profundidad.

El tema de perfiles geológicos se ha dividido en cinco partes:

Parte I. Perfiles topográficos y perfiles de planos geológicos en topografía plana y en topografía montañosa.
Parte II. Perfiles y mapas de secuencias estratificadas.
Parte III. Perfiles y mapas de secuencias estratigráficas plegadas.
Parte IV. Perfiles y mapas de fallas geológicas.
Parte V. Perfiles y mapas de pliegues fallados.

En este capítulo se presenta la Sección V – Perfiles y mapas de pliegues fallados.

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7. Perfiles y mapas de pliegues fallados.

En un área geológica compleja con presencia de fallas, durante la elaboración de los perfiles y los mapas, debe considerarse que siempre se dibujan las fallas en primer lugar (pues separan bloques) y luego, el resto de las estructuras dentro de cada bloque generado por éstas.

A continuación, se presentan dos ejemplos de la elaboración de perfiles y mapas de pliegues fallados.

7.1. Perfil geológico un pliegue fallado en topografía plana

Para elaborar un perfil geológico de una secuencia estratigráfica plegada, donde existe la presencia de una o más fallas, primero deben proyectarse las fallas, y luego la geología de cada uno de los bloques que estas separan.

Ejercicio:

Elaborar el perfil geológico X-Y a partir del mapa presentado en la figura.

Adicionalmente, encuentre la columna estratigráfica de los flancos del pliegue.

Los datos de los diferentes elementos estructurales (obtenidos a partir del mapa) son:

Punto A: contacto litológico orientado N34°W/50°NE.
Punto B: contacto litológico orientado N34°W/35°SW
Falla 1 (F1): N69°W/69°SW
Falla 2 (F2): N18°E/43°SE

Solución:

Para resolver este ejercicio se desarrollan los siguientes pasos:

Paso 1

Elaborar el perfil topográfico.

Paso 2

Es importante tener en cuenta que cuando existen múltiples fallas en el terreno, en el el perfil deben graficarse de más nueva a más antigua.

En nuestro ejemplo, la falla 1 desplaza a la la falla 2 y, por lo tanto, F1 es más nueva que F2.

Proyectar el punto de intersección entre la traza de F1 y la línea del perfil hasta la topografía en el perfil.

Graficar la línea de buzamiento de la falla en el perfil.

Recordar que el buzamiento aparente del plano en el perfil se calcula mediante la fórmula:

α’ = tan^-1(senβ _x tanα)

Donde,

α’ es el buzamiento aparente del plano en el perfil,

α es el buzamiento real del plano,

β es el ángulo agudo que se forma entre la línea de rumbo del plano y el perfil.

Paso 3

Proyectar los puntos de intersección entre la traza de F2 y la línea del perfil hasta la topografía en el perfil.

Graficar la línea de buzamiento de las fallas en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los planos de falla 2 y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 4

Localizar en el perfil los bloques generados por las fallas.

El número de bloques posibles, está dado por la fórmula:

#Bloques = 2ⁿ

donde,

n es el número de fallas.

En nuestro ejemplo, el número de bloques posibles es 4.

Para localizar los bloques nos apoyaremos en la siguiente tabla (que se elabora para cada ejercicio en particular):

Bloque	Falla 1	Falla 2
Bloque I	Bloque inferior	Bloque inferior
Bloque II	Bloque inferior	Bloque superior
Bloque III	Bloque superior	Bloque inferior
Bloque IV	Bloque superior	Bloque superior

Ahora comenzaremos a proyectar los datos específicos de cada bloque en el mapa, en su bloque correspondiente en el perfil.

Paso 5

Bloque I

Proyectar el punto de intersección entre la traza de los contactos litológicos de ambos flancos y la línea del perfil, hasta la topografía en el perfil.

Paso 6

Bloque I

Graficar la línea de buzamiento de los contactos del flanco A en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los contactos y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 7

Bloque I

Graficar la línea de buzamiento de los contactos del flanco B en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los contactos y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 8

Bloque I

Identificar la cada uno de los contactos en ambos flancos.

Paso 9

Bloque I

Cortar los contactos comunes para formar el pliegue. En este bloque, el pliegue corresponde a una estructura tipo sinforme.

Paso 10

Bloque I

Truncar el pliegue con las fallas 1 y 2, para que este quede dentro del área del Bloque I, que es donde pertenece en el mapa.

Definir el plano axial del plegamiento uniendo los puntos de charnela.

Paso 11

Bloque II

Proyectar el punto de intersección entre la traza de los contactos litológicos de ambos flancos y la línea del perfil, hasta la topografía en el perfil.

Paso 12

Bloque II

Graficar la línea de buzamiento de los contactos del flanco A en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los contactos y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 13

Bloque II

Graficar la línea de buzamiento de los contactos del flanco B en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los contactos y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 14

Bloque II

Identificar la cada uno de los contactos en ambos flancos.

Paso 15

Bloque II

– Cortar los contactos comunes para formar el pliegue. En este bloque, el pliegue corresponde a una estructura tipo antiforme.

– Truncar el pliegue con las fallas 1 y 2, para que este quede dentro del área del Bloque II, que es donde pertenece en el mapa.

– Definir el plano axial del plegamiento uniendo los puntos de charnela.

– Dado que no existe el contacto entre limolitas y arcillolitas del flanco B en el mapa, identificar el punto de corte de este contacto con el plano axial.

Paso 16

Bloque II

Completar el contacto arcillolitas/limolitas en el flanco B dentro del perfil.

Paso 17

Bloque III

Proyectar el punto de intersección entre la traza de los contactos litológicos de ambos flancos y la línea del perfil, hasta la topografía en el perfil.

Paso 18

Bloque III

Graficar la línea de buzamiento de los contactos del flanco A en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los contactos y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 19

Bloque III

Graficar la línea de buzamiento de los contactos del flanco B en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los contactos y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 20

Bloque III

Identificar la cada uno de los contactos en ambos flancos.

Paso 21

Bloque III

– Cortar los contactos comunes para formar el pliegue. En este bloque, el pliegue corresponde a una estructura tipo sinforme.

– Truncar el pliegue con las fallas 1 y 2, para que este quede dentro del área del Bloque III, que es donde pertenece en el mapa.

– Definir el plano axial del plegamiento uniendo los puntos de charnela.

– Dado que no existen los contactos arcillolitas/limolitas y limolitas/areniscas del flanco B en el mapa, identificar el punto de corte de estos contactos con el plano axial.

Paso 22

Bloque III

Completar los contactos arcillolitas/limolitas y limolitas/areniscas en el flanco B dentro del perfil.

Paso 23

Bloque IV

Proyectar el punto de intersección entre la traza de los contactos litológicos de ambos flancos y la línea del perfil, hasta la topografía en el perfil.

Paso 24

Bloque IV

Graficar la línea de buzamiento de los contactos del flanco A en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los contactos y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 25

Bloque IV

Graficar la línea de buzamiento de los contactos del flanco B en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los contactos y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 26

Bloque IV

Identificar la cada uno de los contactos en ambos flancos.

Paso 27

Bloque IV

Cortar los contactos comunes para formar el pliegue. En este bloque, el pliegue corresponde a una estructura tipo antiforme.

Paso 28

Bloque IV

Truncar el pliegue con las fallas 1 y 2, para que este quede dentro del área del Bloque IV, que es donde pertenece en el mapa.

Definir el plano axial del plegamiento uniendo los puntos de charnela.

Paso 29

Editar el perfil.

Los pasos 30 a 33 corresponden a la obtención de la columna estratigráfica de cada flanco del pliegue.

Paso 30

Medir el espesor aparente de los estratos del flanco A en el perfil. Se mide a escala.

El espesor aparente se mide perpendicular al buzamiento aparente de los estratos en el perfil.

Notar que en el ejercicio sólo se conocen dos estratos completos (con techo y piso): las areniscas y las limolitas.

El espesor aparente de los conglomerados no puede medirse porque no se conoce su base (piso); de forma similar, el espesor aparente de las arcillolitas no puede medirse porque no se conoce su techo.

Paso 31

Calcular el espesor real de los estratos del flanco A.

Para estratos inclinados se emplea la siguiente fórmula:

Er = (Eap _x cosα) / cosα’

Donde,

Er es el espesor real del estrato,

Eap es el espesor aparente del estrato en el perfil,

α es el buzamiento real del estrato

α’ es el buzamiento aparante del estrato en el perfil

Paso 32

Medir el espesor aparente de los estratos del flanco B en el perfil.

Notar que en el ejercicio sólo se conocen dos estratos completos (con techo y piso): las areniscas y las limolitas.

El espesor aparente de los conglomerados no puede medirse porque no se conoce su base (piso); de forma similar, el espesor aparente de las arcillolitas no puede medirse porque no se conoce su techo.

Paso 33

Calcular el espesor real de los estratos del flanco B.

Aquí puede observarse la secuencia de pasos:

: Ejercicio

: Paso 1

: Paso 2

: Paso 3

: Paso 4

: Paso 5

: Paso 6

: Paso 7

: Paso 8

: Paso 9

: Paso 10

: Paso 11

: Paso 12

: Paso 13

: Paso 14

: Paso 15

: Paso 16

: Paso 17

: Paso 18

: Paso 19

: Paso 20

: Paso 21

: Paso 22

: Paso 23

: Paso 24

: Paso 25

: Paso 26

: Paso 27

: Paso 28

: Paso 29

: Paso 30

: Paso 31

: Paso 32

: Paso 33

7.2. Elaboración del mapa y del perfil geológico de un pliegue fallado en topografía montañosa

Ejercicio:

Elaborar el mapa geológico y el perfil geológico X-Y, a partir del mapa presentado en la figura y de la siguiente información:

Falla 1 (F1): N-S/65°E
Falla 2 (F2): N55°W/56°SW
La falla 1 (F1) es más nueva que la falla 2 (F2)

La información del flanco A es la siguiente:

El punto A representa el contacto de areniscas sobre conglomerados con actitud N68°W/50°SW
Hay un estrato de limolitas sobre un estrato de areniscas de 81 m de espesor.

La información del flanco B es la siguiente:

El punto B representa el contacto de limolitas sobre areniscas con actitud N20°E/71°SE
Las areniscas tienen un espesor de 92 m.
Las areniscas reposan sobre conglomerados.

Solución:

Para resolver este ejercicio se desarrollan los siguientes pasos:

Nota: se agrupan algunos pasos ya vistos anteriormente para no hacer la metodología tan extensa.

Los pasos 1 a 26 corresponden al proceso de elaboración del perfil geológico

Paso 1

Colocar los datos estructurales en el mapa.

Elaborar el perfil topográfico.

Paso 2

Es importante recordar que cuando existen múltiples fallas en el terreno, en el el perfil deben graficarse de más nueva a más antigua.

– Proyectar la línea de rumbo de F1 hasta la línea del perfil.

– A partir de este punto, proyectar F1 en el perfil hasta la cota en la que aflora.

– Graficar la línea de buzamiento de la falla en el perfil.

Tener en cuenta la línea de rumbo de F1 y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente mediante la siguiente fórmula:

α’ = tan^-1(senβ _x tanα)

Donde,

α’ es el buzamiento aparente del plano en el perfil,

α es el buzamiento real del plano,

β es el ángulo agudo que se forma entre la línea de rumbo del plano y el perfil.

Paso 3

– Proyectar las líneas de rumbo de F2 y hasta línea del perfil, y luego hasta su correspondiente cota en el perfil.

– Graficar la línea de buzamiento de las fallas en el perfil. Tener en cuenta la posición en la que se deben dibujar las fallas respecto a F1.

Tener en cuenta la línea de rumbo de los planos de F2 y la línea del perfil no son perpendiculares y, por lo tanto, debe calcularse el buzamiento aparente.

Paso 4

Dibujar las trazas de las fallas 1 (F1) y 2 (F2) en el mapa.

Paso 5

Dibujar la columna estratigráfica de cada flanco.

Calcular el espesor aparente del estrato de areniscas en cada flanco.

Para planos inclinados se emplea la siguiente fórmula:

Eap = (Er _x cosα’) / cosα

Donde,

Er es el espesor real del estrato,

Eap es el espesor aparente del estrato en el perfil,

α es el buzamiento real del estrato

α’ es el buzamiento aparante del estrato en el perfil.

Observar que no se puede calcular el espesor aparente del estrato de limolitas (no se conoce su techo), ni del estrato de conglomerados (no se conoce su piso).

Paso 6

Localizar en el perfil los bloques generados por las fallas.

El número de bloques posibles, está dado por la fórmula:

#Bloques = 2ⁿ

donde,

n es el número de fallas.

En nuestro ejemplo, el número de bloques posibles es 4.

Para localizar los bloques nos apoyaremos en la siguiente tabla (que se elabora para cada ejercicio en particular):

Bloque	Falla 1	Falla 2
Bloque I	Bloque inferior	Bloque inferior
Bloque II	Bloque superior	Bloque inferior
Bloque III	Bloque inferior	Bloque superior
Bloque IV	Bloque superior	Bloque superior

Ahora comenzaremos a proyectar los datos específicos de cada bloque en el mapa, en su bloque correspondiente en el perfil.

Paso 7

Bloque I

Proyectar la línea de rumbo del plano A (contacto areniscas/conglomerados) hasta la línea del perfil. El plano A proyectado es el que se localiza dentro del Bloque I.

Luego, proyectar este punto hasta su cota en el perfil.

Trazar allí el buzamiento aparente del plano.

Paso 8

Bloque I

Completar el estrato de areniscas usando el espesor aparente del del flanco A en el perfil. Se mide a escala.

El espesor aparente se mide perpendicular al buzamiento aparente de los estratos en el perfil.

Notar que en el ejercicio sólo se conoce un estrato completo (con techo y piso definidos): las areniscas.

El espesor aparente de los conglomerados no puede medirse porque no se conoce su base (piso); de forma similar, el espesor aparente de las limolitas no puede medirse porque no se conoce su techo.

Paso 9

Bloque I

Proyectar la línea de rumbo del plano B (contacto limolitas/areniscas) hasta la línea del perfil. El plano B proyectado es el que se localiza dentro del Bloque I.

Luego, proyectar este punto hasta su cota en el perfil.

Trazar allí el buzamiento aparente del plano.

Paso 10

Bloque I

Completar el estrato de areniscas usando el espesor aparente del del flanco B en el perfil.

Notar que en el flanco B, al igual que en el flanco A, sólo se conoce un estrato completo (con techo y piso definidos): las areniscas.

El espesor aparente de los conglomerados no puede medirse porque no se conoce su base (piso); de forma similar, el espesor aparente de las limolitas no puede medirse porque no se conoce su techo.

Paso 11

Bloque I

– Cortar los contactos comunes para formar el pliegue. En este bloque, el pliegue corresponde a una estructura tipo sinforme.

– Truncar el pliegue con las fallas 1 y 2, para que este quede dentro del área del Bloque I, que es donde pertenece en el mapa.

– Definir el plano axial del plegamiento uniendo los puntos de charnela.

Paso 12

Bloque II

Proyectar la línea de rumbo del plano A (contacto areniscas/conglomerados) hasta la línea del perfil. El plano A proyectado es el que se localiza dentro del Bloque II.

Luego, proyectar este punto hasta su cota en el perfil.

Notar que pueden hacerse proyecciones tanto fuera del mapa (extendiendo la línea del perfil), como del perfil (extendiendo la cota que se necesite).

Trazar allí el buzamiento aparente del plano.

Paso 13

Bloque II

Completar el estrato de areniscas usando el espesor aparente del del flanco A en el perfil.

Paso 14

Bloque II

Proyectar la línea de rumbo del plano B (contacto limolitas/areniscas) hasta la línea del perfil. El plano B proyectado es el que se localiza dentro del Bloque II.

Luego, proyectar este punto hasta su cota en el perfil.

Trazar allí el buzamiento aparente del plano.

Paso 15

Bloque II

Completar el estrato de areniscas usando el espesor aparente del del flanco B en el perfil.

Paso 16

Bloque II

– Cortar los contactos comunes para formar el pliegue. En este bloque, el pliegue corresponde a una estructura tipo sinforme.

– Truncar el pliegue con las fallas 1 y 2, para que este quede dentro del área del Bloque II, que es donde pertenece en el mapa.

– Definir el plano axial del plegamiento uniendo los puntos de charnela.

Paso 17

Bloque III

Proyectar la línea de rumbo del plano A (contacto areniscas/conglomerados) hasta la línea del perfil. El plano A proyectado es el que se localiza dentro del Bloque III.

Luego, proyectar este punto hasta su cota en el perfil.

Trazar allí el buzamiento aparente del plano.

Paso 18

Bloque III

Completar el estrato de areniscas usando el espesor aparente del del flanco A en el perfil.

Paso 19

Bloque III

Proyectar la línea de rumbo del plano B (contacto limolitas/areniscas) hasta la línea del perfil. El plano B proyectado es el que se localiza dentro del Bloque III.

Luego, proyectar este punto hasta su cota en el perfil.

Trazar allí el buzamiento aparente del plano.

Paso 20

Bloque III

Completar el estrato de areniscas usando el espesor aparente del del flanco B en el perfil.

Paso 21

Bloque III

– Cortar los contactos comunes para formar el pliegue. En este bloque, el pliegue corresponde a una estructura tipo antiforme.

– Truncar el pliegue con las fallas 1 y 2, para que este quede dentro del área del Bloque III, que es donde pertenece en el mapa.

– Definir el plano axial del plegamiento uniendo los puntos de charnela.

Paso 22

Bloque IV

Proyectar la línea de rumbo del plano A (contacto areniscas/conglomerados) hasta la línea del perfil. El plano A proyectado es el que se localiza dentro del Bloque IV.

Luego, proyectar este punto hasta su cota en el perfil.

Trazar allí el buzamiento aparente del plano.

Paso 23

Bloque IV

Completar el estrato de areniscas usando el espesor aparente del del flanco A en el perfil.

Paso 24

Bloque IV

Proyectar la línea de rumbo del plano B (contacto limolitas/areniscas) hasta la línea del perfil. El plano B proyectado es el que se localiza dentro del Bloque IV.

Luego, proyectar este punto hasta su cota en el perfil.

Trazar allí el buzamiento aparente del plano.

Paso 25

Bloque IV

Completar el estrato de areniscas usando el espesor aparente del del flanco B en el perfil.

Paso 26

Bloque IV

– Cortar los contactos comunes para formar el pliegue. En este bloque, el pliegue corresponde a una estructura tipo antiforme.

– Truncar el pliegue con las fallas 1 y 2, para que este quede dentro del área del Bloque IV, que es donde pertenece en el mapa.

– Definir el plano axial del plegamiento uniendo los puntos de charnela.

Los pasos 27 a 38 corresponden al proceso de elaboración del mapa geológico.

Paso 27

Bloque I

Proyectar, desde el perfil, la intersección de los contactos entre los estratos de cada flanco y la topografía, hasta la línea del perfil en el mapa.

Dibujar el símbolo estructural correspondiente sobre la línea del perfil.

Paso 28

Bloque I

Elaborar la traza de cada contacto en el mapa.

La traza debe realizarse a partir de los puntos sobre el perfil obtenidos en el paso anterior, considerando la cota a la cual aflora cada contacto para los planos inclinados (cota de intersección contacto-topografía).

La metodología para elaborar la traza de un plano geológico se encuentra en el capítulo Métodos geométricos – Trazas de planos.