3Interpretacin de Mapas Geolgicos

Objectivos

Determinar la actitud exacta de un plano desde su patrn de afloramiento. Determinar espesor estratigrfico desde el patrn de afloramiento. Determinar la naturaleza de los contactos de las actitudes y patrones de afloramiento. Construir una columna estratigrfica

Cada proyecto geolgico se basa en los mapas geolgicos disponibles en el momento de la investigacin. Se le pedir un chequear la exactitud de un mapa geolgico o mapear un rea con mayor detalle. Incluso si el proyecto en particular no implica el trabajo de campo directo, es esencial que se tenga las habilidades necesarias para interpretar los mapas geolgicos publicados.Los mapas geolgicos se dibujan principalmente de las observaciones realizadas en la superficie de la tierra, a menudo con referencia a los mapas topogrficos, fotografas areas o imgenes satelitales. Los objetivos de de un mapa geolgico son mostrar la distribucin superficial de las unidades de rocas, las ubicaciones de las interfaces o contactos entre unidades rocosas adyacentes, la ubicacin de fallas y las orientaciones de los diferentes elementos lineales y planos. Los smbolos geolgicos estndar que se utilizan en los mapas geolgicos se muestran en el Apndice F.Algunos aspectos de la construccin de un mapa geolgico, tales como la definicin de las unidades de roca, son bastante subjetivas y se realizan en la base a las interpretaciones del gelogo de cmo se forman ciertas rocas. Este es el caso, muchos mapas cuidadosamente entintados, multicolores desmienten la incertidumbre que entr en su construccin

Acompaando a este manual hay un mapa geolgico del Cuadrngulo de Bree Creek. Una importante forma de enseanza de este libro es el anlisis detallado de mapa a lo largo del curso, paso a paso y luego sintetizarlo todo en una historia estructural coherente. El anlisis se inicia con este captulo; la sntesis vendr en el captulo 11.

Es importante tener en cuenta que los mapas topogrficos y geolgicos son proyecciones sobre una superficie horizontal. Por lo tanto, las distancias medidas en los mapas son distancias horizontales ('' como vuela el Cuervo ''), no distancias reales de la tierra.

Determinacin de las actitudes exactas desde el patrn de afloramiento

Debido a que el rumbo de un plano es una lnea horizontal, cualquier lnea trazada entre puntos de igual elevacin en un plano define el rumbo de un plano. La figura 3.1a es un mapa geolgico con dos unidades de roca, la Formacin M y la Formacin X. El contacto entre estas dos unidades de rocas corta varios contornos topogrficos. Para encontrar el rumbo del contacto, se dibuja una lnea

Fig. 3.1 Tcnica para determinar la actitud de un plano desde su patrn de afloramiento. (a) Contacto entre la Formacin M y la formacin X. (b) La lnea que conecta los puntos de igual elevacin define el rumbo. (c) se traza una perpendicular al punto de contacto en una elevacin diferente. (d) ngulo de buzamiento desde tan = v/h

recta desde la interseccin del contacto con el contorno 1920 pies en el lado oeste del mapa a la interseccin del contacto con el contorno 1920 pies en el lado este del mapa (Fig. 3.1b). El rumbo de este contacto se determinado como 079, medido directamente en el mapa geolgico.

Recordando las reglas de las V del captulo 2, debe quedaren claro que por el patrn de afloramiento en la Fig. 3.1a que las capas buzan hacia el sur. Para determinar el buzamiento exacto, dibujar una lnea perpendicular a la lnea de rumbo desde otro punto de elevacin conocida en el contacto. En la figura 3.1 c, se ha dibujado una lnea desde la lnea de rumbo a un punto donde el contacto cruza el contorno 1680 pies. La longitud de esta lnea (h) y el cambio de elevacin (v) de la lnea de rumbo a este punto da el buzamiento de con la siguiente ecuacin (Fig. 3.1 d):

tan v h

La solucin a este ejemplo es:

Este mtodo para determinar las actitudes desde los patrones de afloramiento solo se puede usar si las rocas no estn plegadas

Figure 3.2 shows the Neogene (Miocene and Pliocene) units of the northeastern block of the Bree Creek Quadrangle. Straight lines have been drawn connecting points of known elevation on the bottom contact of the Rohan Tuff, unit Tr. The strike, measured directly on the map with a protractor, is 3448, and the dip is 118NE as determined by:

La figura 3.2 muestra las unidades Negenos (Mioceno y Plioceno) del bloque noreste del Cuadrngulo Bree Creek. S han trazado lneas rectas que conectan los puntos de elevacin conocida en el contacto de la parte inferior de la Toba Rohan, unidad Tr. El rumbo, medido directamente en el mapa con un transportador, es 344, y el buzamiento es 11 NE segn lo determinado por:

Fig. 3.2 Unidades negenas en el sector norte del Cuadrngulo de Bree Creek, tg,Conglomeradogondor; Thd, arenisca Helms Deep; Tr, Toba Roham.

Problema 3.1En el mapa del Cuadrngulo de Bree Creek determinar el rumbo y buzamiento exactos de las unidades Miocnicas y Pleistocnicas y etiquetar el mapa de acuerdo el smbolo apropiado. Enumerar cada actitud de la unidad en el espacio as como en el mapa. Use el contacto inferior de cada unidad porque el contacto superior puede haber sido erosionado. Despus de determinar el rumbo y el buzamiento, tratar de visualizar la geologa en tres dimensiones. Asegurarse que la actitud determinada de acuerdo con el patrn de afloramiento (en la Fig. G.6 se proporciona una pgina para escribir las respuestas a los problemas 3.1, 3.2 y 3.3):

Pero, cul es la actitud del afloramiento meridional de la Toba Rohan? Aunque no pueda encontrarse dos puntos de igual elevacin en el contacto inferior, tener en cuenta que los puntos de elevacin conocida caen en las mismas rectas dibujadas para el afloramiento del norte. Esto es una fuerte evidencia que la actitud del afloramiento meridional de la Toba Rohan es exactamente la misma que para el norte. Este tipo de razonamiento debe convertirse en una rutina tpica cuando se interpretan los mapas geolgicos. Pero se debe ser cuidadoso! Este mtodo asume que la base de la toba Rohan es plana. Muchos depsitos de rocas sedimentarias y volcnicas tienen bases no planas.Solucionar el problema 1

Determinacin del grosor estratigrfico en terrenos planos

Si se conoce la actitud de una unidad de rocosa, es generalmente es posible determinar su grosor estratigrfico aproximado desde un mapa geolgico. Si una unidad tiene un buzamiento fuerte, y sus contactos superior e inferior estn expuestos en un terreno plano o casi plano terreno, entonces el espesor se determina a partir de las relaciones trigonomtricas que se muestra en la figura 3.3.

Fig. 3.3 Relaciones trigonomtricas usadas para determinar el grosor estratigrfico t en un terreno planodes de el buzamiento y un ancho h

Donde t es el grosor estratigrfico: h es el grosor horizontal (ancho en la vista del mapa), y donde es el buzamiento.Resolver el Problema 3.2.

Determinacin del grosor estratigrfico en taludes

El espesor de las capas en las laderas expuestas pueden determinarse trigonomtricamente si, se conoce adems del buzamiento y el ancho en el mapa h, la distancia vertical v (ej. la diferencia de elevacin) desde la base hasta el tope de la capa. La figura 3.4a muestra una situacin en la cual la capa y el talud buzan en la misma direccin. Los ngulos pertinentes se han aadido a la figura 3.4b, de la cual se hace la siguiente derivacin:

Problema 3.2

Las unidades del Palegeno (Paleoceno a travs Oligoceno) del cuadrngulo de Bree Creek fueron dobladas y luego erosionadas casi hasta la peneplanizacin. Determinar el espesor estratigrfico aproximado de cada una de estas unidades Palegenas. Para hacer esto, para cada unidad hallar un lugar que no est en la zona de charnela de un pliegue, donde la topografa es casi plana, donde los contactos superior e inferior estn expuestos, y donde el buzamiento sea constante. La distancia horizontal h se medir perpendicularmente al rumbo. Por ejemplo un buen lugar para medir el Conglomerado Bree, es donde la quebrada Galadriel los corta en la esquina suroeste del mapa. En lugares donde el buzamiento no es completamente congruentes se puede usar un promedio del buzamiento (debido al intervalo grande de la contorno grande en este mapa y la ausencia de un terreno totalmente plano, las determinaciones de los espesores sern algo variables.)Tmm-------(esquina NE en contorno 1600 pies)Tm -------(al W de la cresta Galadriel en un buzamiento de 36 W)Tts ------(esquina NE en las curvas 2000 - y 2400 pies)Tm -----(W of Galadriels Ridge at 368W dip)

Tb --------(at Galadriels Creek)Te --------

Figura 3.4 determinacin del grosor estratigrfico t en taludes. (a) longitud h y v y ngulo de buzamiento son necesarios para derivar t, (b) Geometra de la derivacin

Esta relacin se aplica a situaciones donde la estratificacin buza ms fuerte que la topografa y ambos buzan en la misma direccin (ejemplo de la derecha en la Fig. 3.5). Pueden utilizarse derivaciones trigonomtricas similares para mostrar que en situaciones donde la capa buza ms suavemente que la topografa y ambos buzan en la misma direccin (ejemplo de la izquierda en la Fig. 3.5), la ecuacin se convierte:

Donde la estratificacin y la topografa buzan en direcciones opuesta (ejemplo del medio en la fig. 3.5)la ecuacin se convierte en:

Fig. 3.5 Hay combinaciones de topografa escarpada y capas inclinadas, con frmulas apropiadas para cada una

Determinacin del grosor estratigrfico por proyecciones ortogrficas

En algunas situaciones no pueden utilizarse las tcnicas trigonomtricas anteriores para determinar el espesor estratigrfico. El mapa de Bree Creek, para ejemplo, el intervalo del contorno 400 pies no permite la diferencia de elevacin desde la base hasta el tope una unidad para ser determinada exactamente. En tales casos se puede utilizar la proyeccin ortogrfica para determinar el espesor estratigrfico.

Suponer que se desea determinar el espesor del Conglomerado Gondor (Tg) en Galadriel Ridge en el Cuadrngulo Bree Creek. Comenzar por encontrar dos puntos de igual elevacin en el mismo nivel estratigrfico. Una lnea entre dichos puntos define el rumbo (como se dicutido anteriormente). En la figura 3.6a se dibuja esa lnea a travs de la parte superior del Tg en 4800 pies, y se dibuja otra a travs de la parte superior del Tg en 4400 pies.

El objeto de esta construccin es dibujar una seccin transversal mirando perpendicular al rumbo. Esta ser plegada en la en el plano horizontal.

Lnea AB se dibuja perpendicular a las lneas de dos rumbos (Fig. 3.6a). Esto representar la elevacin de la lnea 4800 pies en la proyeccin ortogrfica. Ahora se dibuja una segunda lnea, CD, tambin perpendicular a las lneas de dos rumbos. Lnea CD representa la lnea de elevacin the4400 pies. La distancia entre las lneas AB y CD se toma directamente de la leyenda del mapa.

A continuacin se dibuja la lnea AD, que representa el tope que buza hacia el oriente Tg en la proyeccin ortogrfica. Repetir este mismo procedimiento con el contacto de la parte inferior del Tg resultando los puntos W, X, Y y Z (Fig. 3.6b). La lnea WZ representa la base del Tg en proyeccin ortogrfica, y el grosor se puede medir directamente en el diagrama. La precisin est limitada principalmente por la escala del mapa. En este ejemplo se puede medir unos100 de grosor para Tg.

Fig: 3.6 Tcnicas para determinarlos grosores estratigficos por proyecciones estratigrficas. (a) Plotear el tope de la superficie, (b) Plotear la base de la superficie y derivar el grosor

Problema 3.3

Determinar el espesor aproximado de las unidades Negenas en las reas indicadas. (La Arenisca Profunda Helm y la Toba Rohan tienen espesores muy variables. La Toba Rohan est inclinada y parcialmente erosionada antes de la deposicin la Arenisca Profunda Rohan y la Arenisca Profunda Rohan no tiene ningn contacto superior. Donde es apropiado, determinar la gama de espesores.)

Determinacin de la naturaleza de los contactos

Un contacto es la superficie entre dos unidades rocosa contiguas. Existen tres tipos bsicos de contactos: (1) deposicional, (2) fallado y (3) intrusivo. Es importante ser capaz de interpretar la naturaleza de los contactos de los mapas geolgicos siempre que sea posible. Las siguientes son algunas caractersticas en el mapa de cada tipo de contacto.

Donde las rocas sedimentarias o volcnicas han sido depositadas sobre otras rocas, se dice que el contacto es deposicional. Si las unidades rocosas adyacentes tienen actitudes paralelas una a otra, y no hay evidencia de erosin en el contacto, el contacto es un contacto deposicional concordante. En el mapa, los contactos concordantes no mostrarn ningn cambio brusco de actitud a travs del contacto. Por ejemplo en la Fig. 3.7, aunque los buzamientos en Formacin X son ms fuertes que los de la Formacin Y, hay un empinamiento gradual a travs del contacto. Se muestra una vista de una seccin transversal por debajo de la vista en el mapa.

Si una superficie de erosin o de no deposicin demostrable separa dos unidades de rocas entonces el contacto es una discordancia - una superficie de erosin enterrada. Hay tres tipos bsicos de discordancias (Fig. 3.8): (1) las no conformidades (sedimentos depositados sobre roca cristalina), (2) discordancias angulares (sedimentos depositados sobre sedimentos ms viejos deformados y erosionados) y (3) disconformidades (sedimentos depositados en los sedimentos antiguos erosionados pero sin deformar). Tenga en cuenta que un disconformidad sera no distinguible de un contacto concordante en un mapa geolgico porque en ambos casos, las capas son paralelas a travs del contacto. Las disconformidades slo pueden reconocerse en el campo. En el caso de una no conformidad, el rumbo de las capas sedimentarias es paralela al contacto (Fig. 3.9a). En las discordancias angulares las capas que cubren la discordancia siempre son paralelas al contacto, mientras que debajo de l no son (Fig. 3.9.

Los contactos fallados se diagnostican mejor en el campo en base al panizo (gouge), estras, juego de capas y los rasgos geomorfolgicos. En los mapas geolgicos, las fallas son a menudo visibles debido a las que unidades de roca se truncan. La figura 3.10 muestra un contacto que se interpreta mejor como una falla debido a la fuerte discordancia del rumbo y el hecho de que ninguna unidad se oriente paralela al contacto.

Fig. 3.7 Contacto deposicional concordante. Arriba, vista del mapa y la seccin estructura vertical.

Fig. 3.8 tres tipos de conformidades, (a) no conformidad, (b) no conformidad angular, (c) discordancia

Fig. 3.9 (a) No conformidad y (b) discordancia angular en vista de mapa

Fig 3.10 Contacto fallado en vista de mapa.9

Los contactos intrusivos son obvios donde las rocas intrusivas claramente han sido inyectadas en la roca caja. Como en el caso de las fallas, esto se determina mejor en el campo. La figura 3.11 muestra un inequvoco contacto intrusivo, pero a veces los contactos intrusivos no son tan irregulares y no pueden distinguirse fcilmente de las fallas. Las intrusiones como los sills pueden ser paralelas a la capa de la roca caja, haciendo que el contacto parezca una no conformidad.

Mientras que la naturaleza de un contacto no siempre ser clara en el mapa, un gelogo dibujando una seccin estructural (vista transversal) debe mostrar la naturaleza del contacto. En la figura 3.12a, se muestra un mapa geolgico con dos secciones estructurales posibles. La figura 3.12b interpreta el contacto entre el gabro y la Formacin M como una discordancia, mientras la Fig. 3.12 c interpreta el mismo contacto como una falla.El hecho de que el rumbo de las capas en la Formacin M se orienta exactamente paralela, el contacto hace de la discordancia la interpretacin preferida. Sin embargo una falla, o inclusive un contacto intrusivo, no se pueden descartar, sin examinar el contacto en el campo.Problema 3.4La figura G-7 se compone de tres mapas geolgicos, cada uno de los cuales tiene dos perfiles topogrficos debajo de l. Para cada mapa hay al menos dos interpretaciones posibles para el contacto. Esbozar dos secciones estructurales geolgicamente plausibles para cada mapa, como se hizo en Fig. 3.12. En el espacio proporcionado a continuacin en cada conjunto de diagramas, indicar cul de las dos secciones estructurales es la ms probable de ser correcta y dar brevemente las razones.Estas secciones estructurales deben ser bocetos rpidos que muestren las relaciones entre unidades de rocas adyacentes. No se tiene que tomar en cuenta cada buzamiento aparente; simplemente aproxime los buzamiento a mano alzada.

Construccin de una columna estratigrficaUna columna estratigrfica es un bosquejo en miniatura de la estratigrafa de un rea, mostrando las relaciones entre unidades de rocas y espesores de los estratos. Generalmente es una composicin de varias secciones estratigrficas medidas en distintos lugares. Las columnas estratigrficas son herramientas extremadamente tiles para resumir la historia de la deposicin y erosin de una zona y para comparar la geologa de una zona con la de otras reas. Una columna estratigrfica no resume la historia

Fig. 3.11 Contacto intrusivo en vista de mapa

Fig. 3.12 mapa geolgico con dos interpretaciones alternativas de la seccin estructural. (a) mapa geolgico. (b) Interpretacin discordante. (c)Interpretacin fallada.

estructural de un rea porque no aparecen las fallas y pliegues. Sin embargo es, un primer paso en la comprensin de la historia estructural de un rea. Por su trabajo con el Cuadrngulo Bree Creek, una columna estratigrfica ser muy til.Problema 3.5En un trozo de papel milimetrado construir una columna estratigrfica para las unidades Cenozoica y Mesozoica del Cuadrngulo a Bree Creek. Elija una escala que permita a la columna caber adecuadamente en una sola hoja de papel.

La figura 3.13 contiene un mapa geolgico (Fig. 3.13a), una seccin de estructura adjunta (Fig. 3.13b) y una columna estratigrfica (Figura 3.13 c). La construccin de las secciones estructurales se discute en detalle en el captulo 4. Observe que la seccin estructural muestra las relaciones estructurales y estratigrficas en una localidad especfica, lnea A-A'. Por otro lado, la columna estratigrfica muestra la relacin estratigrfica generalizada sobre un rea mayor. Por ejemplo, aunque el Basalto Antlope se encuentra discordantemente sobre el Esquisto Jerome en la parte oriental del mapa, en la columna estratigrfica el Basalto Antlope aparece sobre yaciendo a la Lutita Waterford, la unidad ms joven sobre yace en el rea. Si se tiene problemas para ver cmo relacionan uno a otro en el mapa, la seccin estructural y columna estratigrfica, intentar colorear uno o ms unidades en todos los tres diagramas.