Análisis geologico de las áreas visitadas en la salida de campo Bogotá – Tunja

Introducción

La geografía Colombiana, presenta una gran variedad de climas, paisajes, y variedad de terrenos, donde es claramente evidenciadles los procesos geológicos que ha sufrido el entorno. El presente informe se centra en el análisis geológico del terreno teniendo en cuenta su posición geográfica, tipos de rocas, procesos de sedimentación, discontinuidades, pliegues, fallas (buzamientos y azimuts de taludes) y procesos gravitacionales observados durante las paradas realizadas a lo largo de la autopista Bogotá-Tunja, esto con el objeto de relacionar los conceptos previos vistos en clase, con la observación directa centrada en el paisaje u entorno de cada una de la estaciones.

Así basándonos en la compilación de datos de la distintas paradas (o estaciones) que se hicieron a lo largo del recorrido de la vía que conduce a Tunja (en el departamento de Boyacá) se llega a describir textualmente los procesos, estructuras formaciones etc. Evidenciadas durante el recorrido en el presente informe.

Marco teórico

TIPOS DE ROCA: según su origen se pueden dividir en tres grandes grupos:

• ROCAS IGNEAS: formadas a partir del enfriamiento de rocas fundidas (magmas). Los magmas pueden enfriar de manera rápida en la superficie de la Tierra mediante la actividad volcánica o cristalizar lentamente en el interior, originando grandes masas de rocas llamadas plutónicas. Cuando cristalizan en grietas de la corteza forman las rocas ígneas filonianas.

• METAMORFICAS: formadas a partir de otras rocas que, sin llegar a fundirse, han estado sometidas a grandes presiones y temperaturas y se han transformado.

• SEDIMENTARIAS: formadas en zonas superficiales de la corteza terrestre a partir de materiales que se depositan formando capas o estratos. Son detríticas si se originan a partir de trozos de otras rocas. Químicas y orgánicas si se forman a partir de precipitación de compuestos químicos o acumulación de restos de seres vivos.

CICLO DE LAS ROCAS:

IDENTIFICACION DE MNERALES:

• FORMA CRISTALINA: cuando un mineral crece sin interferencia, desarrolla una forma cristalina, característica que se evidencia tan pronto como el cristal es suficientemente grande. Si su desarrollo se restringe u obstaculiza de algún modo, la forma característica se distorsiona o modifica.

• DUREZA: esta propiedad es gobernada por el arreglo atómico interno de los elementos de los minerales. La dureza es la medida de la resistencia que la superficie tersa de un material ofrece al ser rayada, estos difieren mucho en su dureza, algunos son tan suaves que se les puede rayar con la uña, otros requieren el uso de una navaja de acero.

• PESO ESPECIFICO: cada mineral tiene un peso definido en centímetros cúbicos, este peso característico se describe generalmente comparándolo con el peso de un volumen igual de agua, el peso especifico de un material aumenta con el numero de masa de los elementos que lo constituyen y con la proximidad o apretamiento en que estén arreglados en la estructura cristalina.

• CLIVAJE O CRUCERO: es la tendencia de un mineral a romperse conforme a direcciones preferentes, a lo largo de superficies planas, tersas. El clivaje es una dirección de debilidad, y la muestra de un mineral tiende a romperse a lo largo de planos paralelos a esta dirección.

• COLOR: aunque no es una propiedad segura para la identificación de un material, se les usa en ciertas distinciones de carácter general. Los minerales que contienen aluminio como elemento predominante son por lo general de color claro, término que incluye purpura, rojo profundo, amarillo y algunos tonos de café.

• RASPADURA: es el color del mineral cuando este se pulveriza finamente. La raspadura puede ser muy diferente del color del ejemplar de mano. Una de las maneras mas simples de determinar la raspadura de un mineral consiste en frotar una muestra contra un pedazo de porcelana deslustrada llamada placa de raspaduras.

• ESTRIACIONES: algunos materiales comunes tienen líneas paralelas como fibras o bandas angostas, llamadas estriaciones, que atraviesan sus superficies.

GLACIACION: los glaciares tienen maneras especiales de erosionar, transportar y depositar los materiales terrestres. Un glaciar de valle por ejemplo recoge escombro por medio de la acción de la congelación del desplazamiento de tierra y las avalanchas. Los fragmentos desprendidos por la acción del congelación caen ruidosamente de los picos vecinos y vienen a descansar sobre el glaciar y los grandes bancos de nieve, incapaces de sostenerse sobre las abruptas pendientes de las laderas de las montañas, se precipitan en forma de avalancha al glaciar. Cuando un glaciar fluye sobre una extensión de roca fracturada o con muchas juntas, puede desprender y levantar grandes bloques de piedra y llevárselos. Cuando el glaciar comienza a desprenderse pendiente abajo, se separa ligeramente de la pared posteriormente, formando una grieta llamada grieta maestra o rimaya, una pared de esta grieta maestra está formada por hielo de glaciar, la otra por el cantil, casi vertical de la roca del lecho.

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES: las planicies, las mesetas y las cadenas montañosas son rasgos prominentes de la superficie de la tierra producidos por la deformación de la corteza. Las rocas que tienen ciertos rasgos poseen ciertas características estructurales llamadas pliegues, fallas, juntas y discordancias.

• PLIEGUES: son simplemente arrugas que se producen en las rocas mientras se hallan en estado plástico, y pueden tener desde unos cuantos decímetros hasta unos centenares de kilómetros de extensión. Los pliegues raramente son estructuras aisladas generalmente se presentan en grupos estrechamente relacionados. Cuando las capas en un pliegue están arqueadas de manera que se inclinan a uno y otro lado con relación a un borde central o eje el pliegue es un anticlinal, el pliegue opuesto al anticlinal es el sinclinal, en el que las capas se inclinan de los lados para adentro, hacia el eje, algunas veces estos pliegues son muy amplios y otras son apretados y angostos.

Ilustración 1 anticlinal

Ilustración 2 sinclinal

• FALLAS: los movimientos de la corteza terrestre que crean los pliegues son tan lentos que pueden ajustarse a ellos sin ruptura las masas de roca. Pero cuando los movimientos de la corteza son de tal naturaleza que fracturan una masa de roca y desplazan las secciones separadas, se produce un rasgo estructural llamado falla. El desplazamiento que tiene lugar a lo largo de la mayoría de las fallas no se ve en la superficie.

• JUNTAS: el rasgo más común de las rocas que están expuestas a la superficie, las juntas, es simplemente una rotura en una masa de roca que no muestra ningún movimiento relativo de la roca fracturada a lo largo de la rotura. Las juntas se presentan como grupos conjuntos y el espaciamiento entre ellas varia de apenas algunos centímetros a unos cuantos metros

• DISCORDANCIA: la actividad de este tipo produce una superficie de erosión o de no-deposito que separa las rocas jóvenes de otras mas antiguas, se llama discordancia. Es una evidencia geológica importante en la historia de una región, y marca un intervalo en el que la superficie en que la superficie estuvo por encima del nivel del mar y no hubo deposito de sedimentos, algunas discordancias representan interrupciones en unos cuantos miles de años, otras tantos como 400 millones de años.

METAMORFISMO Y ROCAS METAMORFICAS: han sufrido modificaciones en el estado solido como consecuencia de intensos cambios en la temperatura, presión y ambiente químico. El metamorfismo se produce en el interior de la corteza terrestre por debajo de la zona interperismo y cementación y fuera de la zona de fusión, dentro de este medio, las rocas sufren innumerables cambios químicos y estructurales, para ajuntase a condiciones que difieren de aquellas bajo las cuales se formaron originalmente.

AGENTES DEL METAMORFISMO:

• CALOR: es un agente esencial del metamorfismo, puede ser el más importante de ellos. Turner y Verhoogen ponen en duda que la presión solamente pueda producir cambios en las rocas sin que simultáneamente haya aumento en la temperatura.

• PRESION: las presiones producidas por el peso del material suprayacente se combinan con presiones que comprimen, que se producen durante la deformación de los geosinclinales, estas presiones laterales son las que determinan el grado final de metamorfismo en una región determinada.

Análisis geológico de las áreas visitadas en la salida de campo Bogotá – Tunja

ESTACIÓN (1) PUENTE DEL COMÚN:

Coordenadas geográficas de ubicación: N 4°52"06,4"" W 74°01"39"", Ubicada según el mapa geológico en la formación sabana (Q1sa), deposito de capas arcillas, hacia los bordes capas de arenas, arcillas arenosas, turba en ocasiones gravas. Edad: Pleistoceno Temprano; la formación labor tierna (K2t9) interacciones de areniscas en capas medias y gruesas con lodolitas en capas delgadas y hacia la parte superior, bancos gruesos de areniscas de grano fino y medio. Edad: maastrichtiano inferior, y en la formación guaduas (K2E1g) intercalaciones lodolitas y areniscas hacia la base se reconoce un nivel arenoso. Paisaje propio de la sabana de Bogotá, con terreno ondulado   con elevaciones y depresiones de poca importancia. El movimiento no presenta grandes dificultades.

Al lado derecho de la vía se nota a clara vista un desplome, que hace algún tiempo ocurrió, que fue sucedió por un proceso de reptación gravitacional que implica el movimiento descendente gradual del suelo, esto quizá a causa de la humectación que sufre la tierra durante el invierno y la posterior sequia durante el verano, fenómeno evidenciadle ya que los arboles presentan un crecimiento donde el tallo se ha torcido, continuado luego su crecimiento normal y los postes de la cerca se ven ladeados (ver Imagen. 1).

Por otra parte, si se hace referencia al tipo de terreno que encontramos en este lugar, basto con tomar una una muestra de terreno y sentir su textura en la boca, con el fin de encontrar ausencia de gránulos y conducirnos a determinar el tipo de rocas ya que a simple vista no es claro (Ver Imag.2.). Con esta prueba se encuentra que es un terreno de carácter arenosos ya que en la boca se sienten partículas granulares propias de las areniscas, aunque presenta un color rojizo, esto es por la presencia de hierro (Fe) causante de que el suelo tome esta coloración.

ESTACIÓN (2)

Coordenadas geográficas de ubicación: N 4° 54" 26.3"" O 74° 0" 24"". Ubicada en la formación arenisca dura (K2d) intercalaciones de capas muy gruesas de areniscas con capas delgadas de lodolitas. Edad: campaniano inferior.

Las areniscas se caracterizan por poseer gránulos, (ver Imagen. 3) y por lo general por tender a ser muy frágiles. (Se desboronan ante el más mínimo esfuerzo)

Por otra parte es evidenciadle que al lado derecho de la vía hay deslizamientos de rocas de este tipo, donde tras analizar este, es casi predecible que el corte de la vía fue hecho muy cerca a la montaña, y que al día de hoy este error de diseño le cuesta al estado millones, y desde luego a nuestros bolsillos, un error que solo se hubiese evitado con realizar el trazado la vía unos metros más lejos de la montaña.

El deslizamiento se produce ya que el material se mantiene bastante coherente y se mueve a lo largo de la superficie. La superficie es una diaclasa, acompañada de planos de estratificación, que facilitan el desprendimiento de material, pero en general la causa de este deslizamiento es por el tipo de material, ya que las areniscas son muy poco resistentes, respondiendo de la peor forma ante la meteorización, (al paso del tiempo se desboronan) y que acompañadas de procesos de erosiónales son un verdadero problema a la hora de de realizar cualquier tipo de obra.

ESTACIÓN (3) REPRESA EL SISGA.

Coordenadas geográficas de ubicación: N 0.5° 0.5" 09.6"" O 73° 43" 45.7"". Ubicada en la formación (Q2c). Depósitos de pendiente. Depósitos de bloques envueltos por una matriz limo arenosa Edad: Holoceno.

En la Represa del SISGA se presento un problema por fugas debidas a que la superficie de estratificación esta en el mismo sentido que la pendiente, este problema se solucionó mediante perforaciones paralelas al muro de presa en donde se inyecto lechada de cemento a compresión para sellar la superficie de las diaclasas, diaclasas claramente aun evidenciadles en las paredes de la presa: (ver Imagen.6).

El terreno presenta una coloración rojiza debido a la presencia de hierro, y propia de las arcillo-litas, al realizar prueba de textura al tacto, se hacen presente granos muy pequeños, casi imposible de percibirse, circunstancia totalmente opuesta a la característica predominante del suelo en la estación puente el común. También se evidencia trozos de material fino, lo que nos conduce a que este suelo es una compleja mezcla de material rocoso fresco y erosionado, de minerales disueltos, redepositados, y de restos de cosas en otro tiempo vivas.  Estos componentes fueron mezclados por la construcción de madrigueras de los animales, la presión de las raíces de las plantas y el movimiento del agua subterránea. Lo que lo convierte en un suelo limoso, (cantidad moderada de partículas finas) estéril, pedregoso y que filtra el agua con rapidez.

ESTACIÓN (4) CHONCOTA.

Coordenadas geográficas de ubicación: N 0.5° 0.8" 34,1"" 0 73°41"40.2"". Ubicado en la formación Tilatá (N2t). Capas gruesas de gravas grano soportadas con cantos de diversos tamaños desde gránulo hasta guijarro; hacia la base son intercalaciones de capas arenas y gravas matriz soportadas.

Edad: Plioceno Mioceno.

Esta región se creó por la acumulación de ceniza volcánica formando una cimentación; más adelante en este proceso las regiones altas se enfriaron y derritieron ocasionando una glaciación, haciendo que el material proveniente de las partes altas bajara y se depositara en las regiones bajas de la montaña. Un hecho notorio fue el observado al lado de derecho de la vía con dirección al norte, el cual se observa que es una zanja, las rocas presentes en las zanjas son de color blanco y se ubican en bloques erráticos muy pequeños.

En la parte media de la montaña encontramos estoraques tallados por las gotas del agua y compuestos de sedimentos (materiales dispersos) característicos de este tipo de terreno, producto de una erosión acelerada (ver Imagen 10.), que se arrastro el material más fino, y dejado atrás acumulado el más grueso.

En la parte alta de la montaña se observa las capas del talud evidenciándose un evento más pausado y fino, una región denotada por la depositación de cenizas y fracturamiento columnar producto de una erupción volcánica. Ahora haciendo una observación periférica desde la parte alta de la montaña podemos ver el modelaje del paisaje por la acción natural, formando un valle en "u" por la glaciación (ver Imag.8.), además por tener colinas redondeadas por meteorización y erosión.

En cuanto al suelo; en general se evidencian acumulaciones de ceniza volcánica (Ver Imagen. 9.), donde es claro que en el pasado un volcán arrojo gran cantidad de material a la atmosfera, este fue transportado por el viento y posteriormente depositado en esta región, lo cual la ha convertido en un depósito matriz-soportado de color marrón ocre con un tamaño de bloque variado.

ESTACIÓN (5) A UN 1 KM DE VILLA PINZÓN

Coordenadas geográficas de ubicación: N 5° 12" 26.6"" O 72° 36" 25.8"",

El material observado obedece a una arcillolita y arenisca (arcillo-arenoso) sobre un corte de montaña (talud) (Ver Imagen 11. a).

Se observa una serie de grietas sobre las paredes del talud que obedecen a un evento ocasionado por el agua, ya que sobre este corte se realizo un tipo de canal de desagüe mal construido, que permite que el agua desde la cima del talud tome la dirección que desee por lo que en realidad nunca cumplirá con su objeto, y donde la erosión del terreno cada día lo socaba desestabilizándolo más. (Ver Imagen 11. b) También se toma una lectura con brújula geológica y se toma de muestras, realizando pruebas textura con el tacto, y que en definitiva nos conducen a un suelo muy suave con escasas partículas granulares, característico de suelos arcillo-arenosos.

ESTACIÓN (6) PEAJE DE ALBARRACÍN

Coordenadas geográficas de ubicación: N 5° 17" 40.1"" O 73° 35" 12.4"" Situado en la formación Bogotá (Teb) lodolita abigarrada de arcillolita limosa con lentes de arenisca, generalmente friable, abigarrada, de grano fino a medio; a raras veces lentes de conglomerado arenosos y capas delgadas de carbón de baja calidad.

Paleo-deslizamiento antiguo, con inclinación horizontal de 15°, formado por areniscas intercaladas con arcillolita.

ESTACIÓN (7) VELMON (SAMACA)

Coordenadas geográficas de ubicación: N 5° 24"12.2" O 73°29"0,3"". Ubicado en la formación Bogotá (Teb) lodolita abigarrada de arcillolita limosa con lentes de arenisca, generalmente friable, abigarrada, de grano fino a medio; a raras veces lentes de conglomerado arenosos y capas delgadas de carbón de baja calidad.

Se observa un fracturamiento de tipo columnar, formación de materiales a base de hierro denotado por su color rojizo, característico cuando se forman óxidos en presencia de este metal, haciendo notorias a la vista las disconformidades del terreno (ver Imagen.13.) Pese a este tipo de fracturamiento se observan zonas de disección permitiendo que el agua forme cauces en "v". Las areniscas forman pendientes muy altas.

ESTACIÓN (8) PUENTE DE BOYACÁ.

Coordenadas geográficas de ubicación: N 5° 27" 13.4"" O 73° 26" 0,03"" En este lugar encontramos areniscas cuarzosas masivas de color grisáceo amarillento de grano medio a fino, muy compactas y correspondientes a la formación Labor Tierna.

Se observan inmensos bloques de rocas, pero en realidad pocos y dispersos por la zona. Estas rocas fueron transportadas por una glaciación que ocurrió hace mucho tiempo atrás, y que se conocen como derrubios glaciares, término que abarca que abarca todos los sedimentos de origen glaciar, sin importar cómo, dónde o de qué forma fueron depositados. Pero para ser más exactos en este caso estamos frente a un bloque errático, que estudiando su composición y la de las rocas que los rodean y son importantes porque:

• Al ser transportados por los glaciares, son un indicador de la probable trayectoria del movimiento del glaciar prehistórico. Su origen litográfico puede remontarse a la roca madre, lo que permite la confirmación de la ruta del flujo de hielo.

Este tipo de roca inicialmente fue un conglomerado clastosoportado (fragmentos de otra roca que se unieron al paso del tiempo por litificación,) dando origen a esta gran masa rocosa, siendo su composición a base de areniscas, (ver Imagen.15.).

En la parte baja del puente, la corriente del río Teatinos hace una socavación al terreno debilitándolo y produciendo deslizamientos en zonas aledañas al puente, socavación producida por la dirección que lleva la corriente, y que se estrellándose de frente con una de las bases, (ver Imagen.14.).

La base en donde está construido el puente es de origen aluvial y no hay evidencia de fragmentos porque la zona se encuentra cubierta de prados que los han cubierto, por otra parte el río es caudaloso y ante las crecientes este ha arrastrado los vestigios notorios que se encontraban a la orilla.

ESTACIÓN (9): FALLA NORMAL Y PLEGAMIENTO (UBICADO DEBAJO DEL PUENTE VEHICULAR EN LA ZONA DEL PUENTE DE BOYACÁ):

Coordenadas geográficas de ubicación: N 05°27"14.9"" O 73° 26"04.7""

En la base del puente vehicular, cercano a la zona histórica del puente de Boyacá se puede evidenciar un plegamiento sinclinal, (ver Imagen.16.). y además una falla de tipo normal.

La falla a simple vista no se evidencia, pero analizando un cabio de cause repentino del rio con giro de 90°, es posible determinar que ha causa de esto, el flujo del río cambió de su curso (trayectoria), haciendo que este pasara de flujo laminar a flujo turbulento de manera casi esporádica, siendo esta la verdadera causa de la socavación que el rio está provocando corriente abajo, sobre las bases del emblemático puente de Boyacá.

La falla normal cambio la inclinación de terreno, y por ende no solo la trayectoria del rio si no también el caudal, (ver Imagen.17.).

ESTACIÓN (10) ENTRADA A TUNJA

Coordenadas geográficas de ubicación: N 5°29"37"" O 73° 23"49.7"". Formación Bogotá: a unos minutos antes de la entrada a la zona urbanística de Tunja, se realiza una parada para presenciar un evento natural el cual fue: grieta de sinéresis.

Las gritas de sinéresis aparecen en alternancias finas de fangos y arenas, también en sedimentos carbonatados y evaporíticos, bajo condiciones subacuáticas. Suelen aparecer como relieves "positivos" sobre la bases de capas de areniscas. En planta las grietas de sinéresis tienen forma irregular o geometría radial. La génesis de estas grietas está ligada a la pérdida de agua intersticial, por reorganización de sedimentos arcillosos con alta porosidad inicial, como las arcillas, en parte debida a floculación o por cambios de volumen de ciertos minerales arcillosos.

ESTACIÓN (11) ENTRADA AL BARRIO SAN IGNACIO:

Coordenadas geográficas de ubicación: N 5°32"3.7"" O 73° 21"38.9"". formación terciaria Bogotá. TB.

En esta parte del recorrido se observa como unos trabajos de de anclaje profundos sobre un talud no tuvieron éxito, o sea pantalla anclada, para generar estabilidad en el talud debido a que sobre esta se evidenciaba un asentamiento urbano.

El talud estaba constituido por arcillolitas y areniscas.

En este sitio además de este procedimiento se llevaron otros a cabo, para cumplir el mismo objetivo, tales como la unión de piedra con mortero que tuvo un buen resultado.

ESTACIÓN (12) TALUD SALIDA BUCARAMANGA.

No se tomaron coordenadas. El objetivo de esta parte de la salida era determinar el azimut de buzamiento presente en este talud utilizando la brújula geológica.

Los datos obtenidos de la brújula se sacaron con la medición que hicieron los estudiantes a las diferentes caras del talud y en diferentes secciones.

ESTACIÓN (12) PAISAJE CARSTICO.

Coordenadas geográficas de ubicación: N 5°33"21.2"" O 73° 22"0.4"".

Los Estoraques, son considerados únicos, porque tienen unas características de desierto, una erosión acelerada y además una belleza paisajística única, por sus formaciones milenarias. Con el pasar de los siglos, el viento y el agua han formado cientos de formas geológicas entre las que se destacan columnas, cuevas e innumerables pedestales, producto de la erosión.

Referencias

• (1) análisis topográfico del terreno teniendo en cuenta su composición geológica, tipos de rocas, procesos de sedimentación, discontinuidades, pliegues, fallas (buzamientos y azimuts de taludes).

• (2) Vía autopista norte, variante.

• (3) Este análisis también depende de la edad que tenga el árbol de muestra en el perímetro.

• (4) Los granos de arenisca brilla indicando la presencia de cuarzo.

• (5) Este corte es un perfil de suelo residual.

• (6) Son depósitos de arrastre de rocas angulares ocasionada por hielo derretido (flubioglaciación).

• (7) Deposito transportado por meteorización.

• (8) El corte se hizo para ampliar la vía ya existente.

• (9) Paso de ser un flujo laminar a un flujo completamente turbulento.

• (10) el cauce del río cambió abruptamente haciendo que girara unos 90º a causa de una falla geológica presente en el área de estudio.

• (11) como las arcillas, en parte debida a la floculación o por cambios de volumen de ciertos minerales arcillosos.

BIBLIOGRAFÍA

• www.geologia.uson.mx/academicos/monreal/…/EstrucSed.pdf

• GEOLOGIA PARA INGENIEROS. FGH BLYTH MH FREITAS EDITORIAL CECSA

• FUNDAMENTOS DE GEOLOGIA FISICA. LEET.JUDSON EDITORIAL LIMUSA Eds. 9na Ed

Autor:

Anyi Lizeth Hernández Niño

Brian Hurtado Gómez

Iván Darío Díaz Roa

UNIVERSIDAD DE LA SALLE.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL.

GEOLOGÍA PARA INGENIEROS.

BOGOTÁ DC.

2011.