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Tectónica
Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca, municipio Zea, estado
Mérida, Venezuela
Geomechanical and structural evaluation in La Roca sector, Zea Municipality, Merida
State, Venezuela
Avaliação geomecânica e estrutural do sector La Roca, município Zea, Estado de
Merida, Venezuela
1 2 3
Francisco Bongiorno Norly Belandria Germán Molina
Recibido: 5-10-16; Aprobado: 12-11-16
Resumen Abstract Resumo
Esta investigación se ubica en el sec- This resource is located in La Roca Esta investigação localiza-se no setor
tor La Roca, municipio Zea, estado sector, Zea Municipality, its main A Rocha, município Zea, estado Méri-
Mérida, su principal propósito es rea- purpose is to perform an da, seu principal propósito é realizar
lizar una evaluación geomecánica- geomechanical and structural eval- uma avaliação geomecânica-
estructural como consecuencia de la uation, as a result of the regional estrutural como consequência da tec-
tectónica regional que ha generado el tectonics, which has generated Los tónica regional que tem gerado o le-
levantamiento de Los Andes y oca- Andes uplifting and cause the de- vantamento dos Ande e ocasionado a
sionado la deformación y posible frac- formation and possibly fracture of deformação e possível fratura das dife-
tura de las diferentes litologías pre- the lithology in that area. Therefore, rentes litologias presentes, por isso,
sentes, por ello, se pretende deter- we expect determinate the direc- se pretende determinar a direção e in-
minar la dirección e inclinación de los tion and dip direction of the main clinação dos esforços principais atu-
esfuerzos principales actuantes en el stress in the sector. The objective is antes no setor, com a finalidade de con-
sector, con la finalidad de contribuir y to contribute and analyze the influ- tribuir e analisar a influência das estru-
analizar la influencia de las estructu- ence of the geological structures in turas na zona. A investigação funda-
ras en la zona. La investigación se fun- the zone. This resource is based on menta-se no agrupamento dos rumos
damenta en la agrupación de los rum- the gathering data of the directions e mergulhos de famílias de diaclases,
bos y buzamientos de familias de dia- and dip directions from the joint set com o propósito de estimar duas su-
clasas, con el propósito de estimar and we estimate two fault plane. perfícies de falhas cujos dados serão
dos superficies de fallas cuyos datos This data will be used for the nu- empregues na análise numérica veto-
serán empleados en el análisis numé- merical vectorial analysis, in the rial, o programa computacional Stere-
rico vectorial, el programa computa- software Stereo32 and it will be cor- o32 e corroborados com as projeções
cional Stereo32 y corroborados con roborated with the stereographic estereográficas. Com a metodologia
las proyecciones estereográficas. projection. With the implemented implementada determinou-se que a
Con la metodología implementada se methodology we estimated the up- Vergencia da ascensão “Los Andes”
determinó que la Vergencia del as- lift's vergence of the Venezuelan venezuelanos tem direção preferenci-
censo de Los Andes venezolanos tie- Andes which has a general prefer- al general SE-NO, ademais se evidên-
ne dirección preferencial general SE- ential direction of SE-NW, besides cia um sistema de falhas destrales
NO, además se evidencia un sistema it shows a dextral system fault with com uma componente normal que indi-
de fallas destrales con una compo- a normal component that indicate a ca um regime tectónico transtensivo.
nente normal que indica un régimen tectonic transtensive regime. In the Na área de estudo afloram rochas me-
tectónico transtensivo. En el área de study area it outcrops metamorphic tamórficas da Associação Tostós e ro-
estudio afloran rocas metamórficas rocks form the Tostos Suite and chas sedimentarias da Sequência Cre-
de la Asociación Tostós y rocas sedi- very deformed sedimentary rocks tácica muito deformadas dando evi-
mentarias de la Secuencia Cretácica from the cretaceous sequence, this dência do regime tectónico indicado.
muy deformadas dando evidencia del data confirmed the tectonic regime Finalmente, e de acordo aos dados to-
régimen tectónico indicado. Final- aforesaid. Lastly, according to the mados em campo atualizaram-se os
mente, y de acuerdo a los datos toma- data collected in field the geological dados geológicos em um mapa geoló-
dos en campo se actualizaron los da- data was updated in a structural gico estrutural.
tos geológicos en un mapa geológico geological map. Palavras-chave: Esforços, estrias, fa-
estructural. Keywords: Fault, projections, lha, projeções.
Palabras clave: Esfuerzos, estrías, stresses, stretch marks.
falla, proyecciones.
1
IngºGeoº, Dr., GIGA, Profesor, Universidad de LosAndes (ULA), e-mail:
2
IngºGeoº, Dra., GIGA, Profesora, ULA, e-mail:
3
IngºGeoº, GIGA, Profesor, ULA, e-mail:
frabon@ula.ve
nbelandria@ula.ve
gmolinab@ula.ve
GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016 213
F. Bongiorno, N. Belandria, G. Molina
214 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016
Introducción clasas y fracturas en las diferentes Marco referencial
Venezuela es un país con un con- litologías presentes, haciéndola
texto tectónico donde la placa del una zona de alta debilidad al desli- Ubicación del área de estudio
Caribe y la placa Suramericana zamiento del material en épocas El municipio Zea, es uno de los 23
presentan un movimiento relativo de lluvia. Debido a la situación des- municipios que conforman territo-
transcurrente destral (González de crita y al hecho de que este falla- rialmente el estado Mérida (Figura
J., Iturralde, y Picard, 1980). Este miento activo afecta una de las tres 1). Se encuentra ubicado al su-
movimiento es el responsable de vías alternas a la capital del esta- roeste del estado, entre las ver-
la deformación y el patrón de fallas do, la carretera Zea-El Vigía, es ne- tientes de los ríos Escalante por el
que se observa esencialmente en cesario realizar un estudio geome- oeste y Guarurías por el este. Su
el occidente y norte del territorio na- cánico-estructural con las estruc- capital es la población de Zea, la
cional. La disposición de las es- turas geológicas que indican el de- cual junto con caño El Tigre consti-
tructuras geológicas en el occiden- bilitamiento del material como lo tuyen las dos parroquias que con-
te de Los Andes Venezolanos, es son, las diaclasas y las fracturas y forman el municipio. Tiene una ex-
2,
el producto de una sucesión de así poder predecir el comporta- tensión de 135 km representando
eventos vinculados a la Falla de Bo- miento tectónico general del sec- el 1,19 % del territorio del estado
conó, la cual condiciona el relieve tor. Este estudio se realiza con el Mérida. Se comunica con el muni-
al suroeste del estado Mérida, pro- propósito de que sea de soporte en cipio Alberto Adriani a través de
vocando un sistema o zonas de fa- la rehabilitación de la vía de comu- una arteria vial de vital importan-
llas secundarias y menores que nicación, asentamientos de obras cia, que presenta continuos desli-
afectan toda la región (Rod, 1956). civiles, entre otros, motivando a los zamientos y derrumbes en el tra-
El área de estudio está ubicada en entes gubernamentales a la ejecu- mo comprendido entre las locali-
el sector La Roca ,municipio Zea, ción de un plan de contingencia y dades Tres Esquinas y Las Cocui-
estado Mérida, donde indudable- adaptar a esas obras a las condi- zas, en el sector La Roca donde se
mente los rasgos estructurales de ciones geológicas diagnosticadas. encuentra el área de estudio. El
la zona son consecuencia de la tec- sector La Roca, está ubicado es-
tónica regional, ocasionando la de- pecíficamente al noreste del muni-
formación con la aparición de dia- cipio, perteneciente a la parroquia
Figura 1. Ubicación del área de estudio.
GEOMINAS, diciembre 2016 215
Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca…
Zea, zona en la que se lleva a
cabo la investigación en las ad-
yacencias de la carretera Zea-
El Vigía.
Geología local
La estratigrafía de Los Andes
Venezolanos se encuentra
compuesta por asociaciones y
formaciones geológicas, que
inician su depositación en el
Precámbrico con la Asociación
Sierra Nevada y finalizan en el
Cenozoico con la acumulación
de material aluvial Reciente y
terrazas. En la columna estrati-
gráfica regional (Figura 2), se
puede observar la unidad geo-
lógica presente en el área de
estudio.Acontinuación, se defi-
nen de forma sintetizada las ca-
racterísticas geológicas más
importantes de cada formación
presente en la zona.
Asociación Tostós (Paleo-
zoico Superior).
Según (Canelón y García,
1977), está constituida por una
secuencia de sedimentos meta-
morfizados, formados por fili-
tas cuarzo-moscovíticas, piza-
rras, esquistos, gneises cuar-
zo-feldespáticos de grano fino.
En el campo, las rocas foliadas
presentan una serie de carac-
terísticas comunes, tales co-
mo: colores verdosos a gris cla-
ro, grano fino, fuertemente de-
formadas y muy silíceas; las ro-
cas silíceas masivas son de
grano fino a medio y con folia-
ción incipiente. La asociación
se encuentra intrusionada por
numerosos cuerpos graníticos
pequeños y dos plutones gra-
níticos denominados Grano-
diorita de Pueblo Hondo y Gra-
nito de La Victoria. Debido a la
fuerte deformación y compleji-
dad tectónica del área, el espe-
sor exacto no puede ser medi-
do, pero en base a los aflora-
mientos observados, se puede
estimar un espesor de 2.000
m.
Formación río Negro (Barre-
miense)
La litología predominante son
areniscas de grano grueso a
conglomeráticas, además, arco-
Figura 2. Columna Estratigráfica de las rocas ubicadas en la zona de
estudio. (Modificado de (Colina y Salas , 2012).
litas que se diferencian de las are- Metodología empleadasas de grano grueso con acanala-
niscas macizas de la Formación La metodología empleada para es-duras y lentes de conglomerados,
Aguardiente infrayacente y de las te trabajo de investigación se divi-frecuentemente con estratificación
capas delgadas de calizas y lutitas de en tres (3) fases. La primera fa-cruzada e intercalaciones de luti-
negras de la Formación La Luna se consiste en el análisis de ma-tas, todo ello de colores predomi-
suprayacente. Las calizas de esta pas tanto geológicos como topo-nantemente claros, grises y amari-
formación a menudo emiten fuerte gráficos y sus correspondientes fo-llos con excepción de algunas ca-
olor a petróleo en superficies fres- tografías aéreas, a fin de ubicar ypas rojas cuyo color tiñe otras par-
cas. La Formación Capacho se tener una idea del área de investi-tes de la formación (Rodriguez,
subdividió en tres miembros, des- gación, observar rasgos estructu-1987). Los espesores medidos pa-
de el más antiguo al más joven, de- rales, topografía del terreno, dre-ra esta formación en el surco de
nominados La Grita, Seboruco, najes, vías de acceso y de esta ma-Machiques 1.500 m, en la región
Guayacán. Exhibe espesores que nera tener un conocimiento previode San Cristóbal 1.540 m y se adel-
varían de 240 m. en el río Omu- a la etapa de campo. El mapa topo-gaza hasta el Alto de Mérida, sólo
quena a 310 m en río de Oro (Tá- gráfico corresponde a la región de25 m.
chira). En Trujillo se reportan 460 El Vigía, estado Mérida a escala
m, aproximadamente (González 1:100.000, realizado en 1977 porFormaciónApón (Aptiense)
de J., Iturralde y Picard, 1980). el Ministerio del Ambiente y MapaPresenta gruesas calizas, interes-
geológico de la región de Tovar-tratificadas con cantidades subor-
Formación La Luna (Coniacien- Bailadores, estado Mérida del Mi-dinadas de lutitas gris oscuro, cal-
se-Campaniense) nisterio de Energía y Minas, a esca-cáreas y margas. Lutitas dolomiti-
Constituida típicamente por cali- la 1:50.000. Se utilizan las Foto-zadas y lentes de limolitas, calizas
zas y lutitas calcáreas fétidas, con grafías aéreas del sector La Roca-nodulares, a veces muy bitumino-
abundante materia orgánica lami- Caño Tigre, municipio Zea, estadosas, y lutitas ricas en foraminíferos
nada y finamente dispersa, delga- Mérida, misión 010255, vuelo N°pelágicos y que presentan nume-
damente estratificadas y lamina- 106, 107,108 a escala 1:25000rosos fósiles, amonites, moluscos
das densas, de color gris oscuro a con lo que se realiza un fotomonta-y foraminíferos. La Formación
negro; la ftanita negra es frecuente je.Apón presenta espesores de 650
en forma de vetas, nódulos y ca- En la segunda fase se miden losm en el flanco oriental de la Sierra
pas delgadas; las concreciones rumbos y buzamientos, tanto dede Perijá, 250 m. en la Plataforma
elipsoidales a discoidales de 10 a las familias de diaclasas presentesde Maracaibo y en la Región deTá-
80 cm de diámetro, son caracterís- en las rocas, como las superficieschira-Tarra aflora 100-200 m (Gon-
ticas típicas de la formación, que de fallas con las estrías encontra-zález de J., Iturralde, y Picard,
permiten reconocerla en cualquier das con sus respetivos “pich”. En1980).
afloramiento. Fracturas frescas de la figura 3 se muestran las dos fami-
las calizas tienen olor característi- lias de diaclasas que mediadas enFormación Aguardiente (Albien-
co y fuerte a bitumen (González de el área de estudio. Todos los datosse)
J., Iturralde y Picard, 1980). de rumbo y buzamiento de las fami-Está constituida por areniscas cal-
cáreas duras, de color gris a verde
claro, grano variable y estratifica-
ción cruzada, localmente glauco-
níticas con intercalaciones de luti-
tas micáceas, carbonáceas y algu-
nos lechos de caliza en la parte in-
ferior; localmente las areniscas
son tan calcáreas que se aproxi-
man a calizas arenosas. En Táchi-
ra, Mérida y Trujillo, esta formación
presenta una litología muy unifor-
me, compuesta predominante-
mente por areniscas cuarzosas, a
veces glauconíticas, con capas de
caliza distribuidas en varios nive-
les (González de J., Iturralde y Pi-
card, 1980).
Formación Capacho (Albiense-
Turoniense)
Consta de lutitas duras de color
gris oscuro a negro, calizas duras
de colores claros, frecuentemente
fosilíferas, y ocasionalmente limo-
216 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016
F. Bongiorno, N. Belandria, G. Molina
Figura 3. Rocas de la Formación Aguardiente, nótese las dos
direcciones de las dos familias de diaclasas.
217GEOMINAS, diciembre 2016
Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca…
lias de diaclasas como de las superficies de falla se ta- (orient1) y de buzamiento (orient2). Luego con las he-
bulan para facilitar el procesamiento de los mismos. rramientas del programa permite la agrupación de
Finalmente, en la tercera etapa se aplican diferentes las familias de diaclasas, dando como resultado la
metodologías para la estimación de la dirección e in- más representativa (Figura 4), seguidamente en la
clinación de los esfuerzos principales empleando to- barra de herramientas, en el icono “Pole Plot”, (que
dos los datos medidos de las dos diaclasas, así co- son puntos ubicados a 90° de cada superficie de la
mo, los datos de las superficies de fallas encontra- diaclasa) se muestra la ubicación de la agrupación
das. Para el cálculo de la dirección e inclinación de de las familias de diaclasas, tal como se observa en
las tensiones que ejercen influencia en la zona de es- la figura 5.
tudio, se emplean varias técnicas de valoración: el La concentración de los polos de las dos familias de
análisis numérico vectorial, que consiste en determi- diaclasa permite estimar los posibles planos de las fa-
nar a través las propie-
dades vectoriales, la rela-
ción y orientación de los
esfuerzos principales
(Bongiorno, Ucar y Be-
landria, 2011).
Estos resultados se com-
paran con las Proyeccio-
nes Estereográficas del
método de los Diedros
Rectos (Badin y Gomez ,
2010) y, por último, se
emplea el método com-
putacional del programa
de software libre Ste-
reo32 (Bongiorno,
2001).
Todos estos métodos es-
tán basados en los dia-
gramas de Anderson
(1951), que consiste en
localizar fallas conjuga-
das y estimar la direc-
ción e inclinación de los
esfuerzos principales
que actúan en las mis-
mas.
Los rumbos y buzamien-
to de las dos familias de
las diaclasas, se agru-
pan de manera que re-
presenten las posibles
superficies de fallas. Ca-
be destacar que, si la ac-
ción de los esfuerzos se
hubiese mantenido en el
tiempo, estas familias de
diaclasa se integrarían y,
por tanto, se manifesta-
rían a través de las fallas
conjugadas (González
de Vallejo, Ferrer, Ortu-
ño y Oteo, 2002).
Para obtener estas posi-
bles fallas, se emplea el
software Dips, cuya he-
rramienta necesita que
los datos de rumbo y bu-
zamiento de las diacla-
sas se introduzcan como
dirección de buzamiento
Figura 4. Clasificación de los datos obtenidos en las mediciones de las diaclasas
en el programa Dips.
Figura 5. Ubicación de los sets de diaclasas en el programa Dips.
llas conjugados. Para visualizar es-
tos planos de fallas, se utiliza la ba-
rra de herramientas y se ubica el ico-
no “view > major planes plot”, en la
figura 6 se puede observar las posi-
bles superficies de fallas proyecta-
das en la estereofalsilla de Wulf.
Al obtener los datos de rumbo y bu-
zamiento de las dos superficies de
fallas, se aplican las herramientas
que se emplean para el cálculo de
los esfuerzos principales, los cuales
requieren de la medición de las es-
trías en las superficies de fallas en
el campo, es decir, se aplica el Méto-
do de los Diedros Rectos propues-
tos porAnderson.
Resultados
Datos obtenidos en el campo
Se localizan los afloramientos de ro-
cas que están afectados por las fa-
llas y se miden los pich de las es-
trías de fallas, los cuales arrojan un
ángulo de 35° hacia el sureste.Tam-
bién las estrías de falla indican que
el movimiento es transcurrente des-
tral con una componente normal (Fi-
gura 7), indicando que el régimen
tectónico dominante en la zona es
transtensivo.
Se actualizan los rumbos y bu-
zamientos de las foliaciones y es-
tratificaciones de las rocas presen-
tes en la zona de estudio y además
se corroboran las relaciones de
campo o contactos de formaciones,
además se evidencia la discordan-
cia estructural que pone en contac-
to rocas paleozoicas de la Asocia-
ción Tostos con la base de las rocas
cretácicas de la Formación Rio Ne-
gro (Figura 8). Esta discordancia y
su relación con las fallas son repre-
sentadas en el mapa geológico (Fi-
gura 9), donde están indicadas to-
das las características geológicas
de la zona de estudio. También la
discordancia se encuentra en un co-
rredor geográfico que, debido al mo-
vimiento rotacional originado por el
deslazamiento de las fallas, finge
como una estructura vinculante en-
tre ellas.
Se miden dos familias de diaclasas
en la zona de estudio con un total
de 160 mediciones de rumbo y bu-
zamiento de diaclasas, las cuales
permiten estimar el sistema de fa-
llas conjugadas de la zona, los cua-
218 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016
F. Bongiorno, N. Belandria, G. Molina
Figura 6. Ubicación de las superficies de fallas.
Figura 7. Estrías de falla medidas en rocas de la Formación
Aguardiente.
Figura 8. Discordancia estructural entre el Paleozoico y Cretácico.
Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca…
219GEOMINAS, diciembre 2016
Figura 9. Mapa Geológico-Estructural de la zona de estudio.
les tienen dirección de rumbos y buzamientos de N 49°E/ 42°NO (Falla 1) y N 34° O /36°NE (Falla 2), con ello
se comprueba que son conjugadas e integradas al sistema transtensivo (Figura 10).
Aplicando los métodos basados en los diagramas deAnderson (Anderson, 1951), como el método del análi-
sis numérico vectorial (Bongiorno, Ucar y Belandria, 2011), el método de los Diedros Rectos con las Proyec-
ciones Estereográficas (Badin y Gomez , 2010) y del programa de software libre Stereo32 (Bongiorno.,
2001), los resultados se muestran en la tabla I.
una de las condiciones necesarias Vergencia (una de las direccionesLos resultados de la tabla I, están
para que los esfuerzos determina- del esfuerzo) que dio origen al le-expresados en dirección azimutal
dos sean principales. vantamiento de Los Andes de Ve-(Ψ) y ángulo de inclinación (α). Ca-
Tomando en consideración la di- nezuela (N 80°O), esta direcciónbe destacar, que al comparar los
rección azimutal de los esfuerzos es llamada dirección de esfuerzosmétodos aplicados los resultados
principales obtenidos, se puede de cierre. Estos valores contribu-coinciden, pero además se corro-
afirmar que, el esfuerzo principal yen a conocer con mayor precisiónbora que los esfuerzos, son orto-
σ coincide con la dirección de la las clasificaciones geomecánicasgonales entre sí, cumpliéndose 1
220 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016
F. Bongiorno, N. Belandria, G. Molina
Figura 10. Agrupación en dos superficies fallas los sets de diaclasas por Dips.
Tabla I. Estimación de las dos superficies de fallas, a partir de la agrupación de las dos familias de diaclasas.
Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca…
221GEOMINAS, diciembre 2016
empleadas para la estabilización de taludes, resis- Badin, R. y Gómez , R. (2010). Problemas de Geolo-
tencia de la roca y algunas prospecciones geomecá- gía Estructural. REDUCA, pp 40-45.
nicas. Bongiorno, F. (2001). Aplicación avanzada de la Geo-
logía Estructural. Escuela de Ingeniería Geológi-
Conclusiones ca. Curso.
Cualquiera de los tres métodos empleados para de- Bongiorno, F., Ucar, R., y Belandria, N. (2011). Deter-
terminar la dirección e inclinación de los esfuerzos minación de la dirección de los esfuerzos princi-
principales, es fidedigno y confiable, siendo el más pales a través de análisis numérico y proyeccio-
exacto el método de Análisis Vectorial. La dirección nes estereográficas de la falla de Boconó en el
de estos esfuerzos principales, cumple con la condi- sector Yacambú, estado Lara. Ciencia e Ingenie-
ción necesaria de ortogonalidad; así mismo, la direc- ría, 32(2), pp 57-66.
ción del esfuerzo principal mayor N80°O, correspon- Canelón, G. y García , L. (1977). Consideraciones so-
de con la dirección que generó el levantamiento de bre rocas del Paleozoico Inferior, Formación Tos-
Los Andes venezolanos y que son llamados direc- tosa, en el flanco norte de la Cordillera de Los
ción de esfuerzos de cierre debido a que fue el último Andes. V Congreso Geológico Venezolano, pp
evento que ejerció influencia. Las mediciones de las 227-252.
superficies de fallas indican que son transcurrentes Colina, J. y Salas, M. (2012). Estimación de la condi-
destrales con una componente normal, indicando ción local del subsuelo de la zona norte del área
que el régimen tectónico influyente es transtensivo. metropolitana de Mérida a partir del método. Te-
Partiendo de este modelo de régimen, las fallas obte- sis de Grado.
nidas con la ayuda de las mediciones de las familias González de J., C., Iturralde, J. y Picard, X. (1980).
de diaclasas en la zona, utilizando el software Dips, Geología de Venezuela y sus Cuencas Petrolí-
se incluyen dentro del régimen tectónico. En el mapa feras. Caracas: Foninves.Tomo I y II.
geológico actualizado en este estudio, se observa un González de Vallejo, L., Ferrer, M., Ortuño, L. y Oteo,
corredor entre las dos fallas transcurrentes. C. (2002). Ingenieria geológica. Madrid:
Pearson Educación.
Agradecimiento Rod, E. (1956). Strike-slip faults of northern Vene-
Deseamos agradecer al CDCHTA de la Universidad zuela. American Association of Petroleum Geol-
de LosAndes, Mérida, por el financiamiento a esta in- ogists, 40, pp 457-476.
vestigación bajo el código I-1444-15-02-B, su contri- Rodríguez, J. (1987). Estratigrafía de la región Ubi-
bución fue fundamental. cada al norte de las poblaciones de Zea y Santa
Cruz de Mora, estado Mérida. VII Congreso Geo-
Bibliografía logico Venezolano, pp 566-587.
Anderson, E. (1951). The Dinamics of Faulting. (2nd,
Ed.) pp 206.
Fuente: http://www.conserve-energy-future.com/causes-effects-of-industrial-pollution.php
GEOMINAS
222 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016
GEOMINAS
Fuente: http://indiatoday.intoday.in/education/story/world-
environment-day-2016/1/683694.html
Fuente: http://incolors.club/collectionbdwn-biodiversity-
poster-ideas.htm

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EVALUACIÓN GEOMECÁNICA Y ESTRUCTURAL DEL SECTOR LA ROCA, MUNICIPIO ZEA, ESTADO MERIDA, VENEZUELA.

  • 1. Tectónica Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca, municipio Zea, estado Mérida, Venezuela Geomechanical and structural evaluation in La Roca sector, Zea Municipality, Merida State, Venezuela Avaliação geomecânica e estrutural do sector La Roca, município Zea, Estado de Merida, Venezuela 1 2 3 Francisco Bongiorno Norly Belandria Germán Molina Recibido: 5-10-16; Aprobado: 12-11-16 Resumen Abstract Resumo Esta investigación se ubica en el sec- This resource is located in La Roca Esta investigação localiza-se no setor tor La Roca, municipio Zea, estado sector, Zea Municipality, its main A Rocha, município Zea, estado Méri- Mérida, su principal propósito es rea- purpose is to perform an da, seu principal propósito é realizar lizar una evaluación geomecánica- geomechanical and structural eval- uma avaliação geomecânica- estructural como consecuencia de la uation, as a result of the regional estrutural como consequência da tec- tectónica regional que ha generado el tectonics, which has generated Los tónica regional que tem gerado o le- levantamiento de Los Andes y oca- Andes uplifting and cause the de- vantamento dos Ande e ocasionado a sionado la deformación y posible frac- formation and possibly fracture of deformação e possível fratura das dife- tura de las diferentes litologías pre- the lithology in that area. Therefore, rentes litologias presentes, por isso, sentes, por ello, se pretende deter- we expect determinate the direc- se pretende determinar a direção e in- minar la dirección e inclinación de los tion and dip direction of the main clinação dos esforços principais atu- esfuerzos principales actuantes en el stress in the sector. The objective is antes no setor, com a finalidade de con- sector, con la finalidad de contribuir y to contribute and analyze the influ- tribuir e analisar a influência das estru- analizar la influencia de las estructu- ence of the geological structures in turas na zona. A investigação funda- ras en la zona. La investigación se fun- the zone. This resource is based on menta-se no agrupamento dos rumos damenta en la agrupación de los rum- the gathering data of the directions e mergulhos de famílias de diaclases, bos y buzamientos de familias de dia- and dip directions from the joint set com o propósito de estimar duas su- clasas, con el propósito de estimar and we estimate two fault plane. perfícies de falhas cujos dados serão dos superficies de fallas cuyos datos This data will be used for the nu- empregues na análise numérica veto- serán empleados en el análisis numé- merical vectorial analysis, in the rial, o programa computacional Stere- rico vectorial, el programa computa- software Stereo32 and it will be cor- o32 e corroborados com as projeções cional Stereo32 y corroborados con roborated with the stereographic estereográficas. Com a metodologia las proyecciones estereográficas. projection. With the implemented implementada determinou-se que a Con la metodología implementada se methodology we estimated the up- Vergencia da ascensão “Los Andes” determinó que la Vergencia del as- lift's vergence of the Venezuelan venezuelanos tem direção preferenci- censo de Los Andes venezolanos tie- Andes which has a general prefer- al general SE-NO, ademais se evidên- ne dirección preferencial general SE- ential direction of SE-NW, besides cia um sistema de falhas destrales NO, además se evidencia un sistema it shows a dextral system fault with com uma componente normal que indi- de fallas destrales con una compo- a normal component that indicate a ca um regime tectónico transtensivo. nente normal que indica un régimen tectonic transtensive regime. In the Na área de estudo afloram rochas me- tectónico transtensivo. En el área de study area it outcrops metamorphic tamórficas da Associação Tostós e ro- estudio afloran rocas metamórficas rocks form the Tostos Suite and chas sedimentarias da Sequência Cre- de la Asociación Tostós y rocas sedi- very deformed sedimentary rocks tácica muito deformadas dando evi- mentarias de la Secuencia Cretácica from the cretaceous sequence, this dência do regime tectónico indicado. muy deformadas dando evidencia del data confirmed the tectonic regime Finalmente, e de acordo aos dados to- régimen tectónico indicado. Final- aforesaid. Lastly, according to the mados em campo atualizaram-se os mente, y de acuerdo a los datos toma- data collected in field the geological dados geológicos em um mapa geoló- dos en campo se actualizaron los da- data was updated in a structural gico estrutural. tos geológicos en un mapa geológico geological map. Palavras-chave: Esforços, estrias, fa- estructural. Keywords: Fault, projections, lha, projeções. Palabras clave: Esfuerzos, estrías, stresses, stretch marks. falla, proyecciones. 1 IngºGeoº, Dr., GIGA, Profesor, Universidad de LosAndes (ULA), e-mail: 2 IngºGeoº, Dra., GIGA, Profesora, ULA, e-mail: 3 IngºGeoº, GIGA, Profesor, ULA, e-mail: frabon@ula.ve nbelandria@ula.ve gmolinab@ula.ve GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016 213
  • 2. F. Bongiorno, N. Belandria, G. Molina 214 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016 Introducción clasas y fracturas en las diferentes Marco referencial Venezuela es un país con un con- litologías presentes, haciéndola texto tectónico donde la placa del una zona de alta debilidad al desli- Ubicación del área de estudio Caribe y la placa Suramericana zamiento del material en épocas El municipio Zea, es uno de los 23 presentan un movimiento relativo de lluvia. Debido a la situación des- municipios que conforman territo- transcurrente destral (González de crita y al hecho de que este falla- rialmente el estado Mérida (Figura J., Iturralde, y Picard, 1980). Este miento activo afecta una de las tres 1). Se encuentra ubicado al su- movimiento es el responsable de vías alternas a la capital del esta- roeste del estado, entre las ver- la deformación y el patrón de fallas do, la carretera Zea-El Vigía, es ne- tientes de los ríos Escalante por el que se observa esencialmente en cesario realizar un estudio geome- oeste y Guarurías por el este. Su el occidente y norte del territorio na- cánico-estructural con las estruc- capital es la población de Zea, la cional. La disposición de las es- turas geológicas que indican el de- cual junto con caño El Tigre consti- tructuras geológicas en el occiden- bilitamiento del material como lo tuyen las dos parroquias que con- te de Los Andes Venezolanos, es son, las diaclasas y las fracturas y forman el municipio. Tiene una ex- 2, el producto de una sucesión de así poder predecir el comporta- tensión de 135 km representando eventos vinculados a la Falla de Bo- miento tectónico general del sec- el 1,19 % del territorio del estado conó, la cual condiciona el relieve tor. Este estudio se realiza con el Mérida. Se comunica con el muni- al suroeste del estado Mérida, pro- propósito de que sea de soporte en cipio Alberto Adriani a través de vocando un sistema o zonas de fa- la rehabilitación de la vía de comu- una arteria vial de vital importan- llas secundarias y menores que nicación, asentamientos de obras cia, que presenta continuos desli- afectan toda la región (Rod, 1956). civiles, entre otros, motivando a los zamientos y derrumbes en el tra- El área de estudio está ubicada en entes gubernamentales a la ejecu- mo comprendido entre las locali- el sector La Roca ,municipio Zea, ción de un plan de contingencia y dades Tres Esquinas y Las Cocui- estado Mérida, donde indudable- adaptar a esas obras a las condi- zas, en el sector La Roca donde se mente los rasgos estructurales de ciones geológicas diagnosticadas. encuentra el área de estudio. El la zona son consecuencia de la tec- sector La Roca, está ubicado es- tónica regional, ocasionando la de- pecíficamente al noreste del muni- formación con la aparición de dia- cipio, perteneciente a la parroquia Figura 1. Ubicación del área de estudio.
  • 3. GEOMINAS, diciembre 2016 215 Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca… Zea, zona en la que se lleva a cabo la investigación en las ad- yacencias de la carretera Zea- El Vigía. Geología local La estratigrafía de Los Andes Venezolanos se encuentra compuesta por asociaciones y formaciones geológicas, que inician su depositación en el Precámbrico con la Asociación Sierra Nevada y finalizan en el Cenozoico con la acumulación de material aluvial Reciente y terrazas. En la columna estrati- gráfica regional (Figura 2), se puede observar la unidad geo- lógica presente en el área de estudio.Acontinuación, se defi- nen de forma sintetizada las ca- racterísticas geológicas más importantes de cada formación presente en la zona. Asociación Tostós (Paleo- zoico Superior). Según (Canelón y García, 1977), está constituida por una secuencia de sedimentos meta- morfizados, formados por fili- tas cuarzo-moscovíticas, piza- rras, esquistos, gneises cuar- zo-feldespáticos de grano fino. En el campo, las rocas foliadas presentan una serie de carac- terísticas comunes, tales co- mo: colores verdosos a gris cla- ro, grano fino, fuertemente de- formadas y muy silíceas; las ro- cas silíceas masivas son de grano fino a medio y con folia- ción incipiente. La asociación se encuentra intrusionada por numerosos cuerpos graníticos pequeños y dos plutones gra- níticos denominados Grano- diorita de Pueblo Hondo y Gra- nito de La Victoria. Debido a la fuerte deformación y compleji- dad tectónica del área, el espe- sor exacto no puede ser medi- do, pero en base a los aflora- mientos observados, se puede estimar un espesor de 2.000 m. Formación río Negro (Barre- miense) La litología predominante son areniscas de grano grueso a conglomeráticas, además, arco- Figura 2. Columna Estratigráfica de las rocas ubicadas en la zona de estudio. (Modificado de (Colina y Salas , 2012).
  • 4. litas que se diferencian de las are- Metodología empleadasas de grano grueso con acanala- niscas macizas de la Formación La metodología empleada para es-duras y lentes de conglomerados, Aguardiente infrayacente y de las te trabajo de investigación se divi-frecuentemente con estratificación capas delgadas de calizas y lutitas de en tres (3) fases. La primera fa-cruzada e intercalaciones de luti- negras de la Formación La Luna se consiste en el análisis de ma-tas, todo ello de colores predomi- suprayacente. Las calizas de esta pas tanto geológicos como topo-nantemente claros, grises y amari- formación a menudo emiten fuerte gráficos y sus correspondientes fo-llos con excepción de algunas ca- olor a petróleo en superficies fres- tografías aéreas, a fin de ubicar ypas rojas cuyo color tiñe otras par- cas. La Formación Capacho se tener una idea del área de investi-tes de la formación (Rodriguez, subdividió en tres miembros, des- gación, observar rasgos estructu-1987). Los espesores medidos pa- de el más antiguo al más joven, de- rales, topografía del terreno, dre-ra esta formación en el surco de nominados La Grita, Seboruco, najes, vías de acceso y de esta ma-Machiques 1.500 m, en la región Guayacán. Exhibe espesores que nera tener un conocimiento previode San Cristóbal 1.540 m y se adel- varían de 240 m. en el río Omu- a la etapa de campo. El mapa topo-gaza hasta el Alto de Mérida, sólo quena a 310 m en río de Oro (Tá- gráfico corresponde a la región de25 m. chira). En Trujillo se reportan 460 El Vigía, estado Mérida a escala m, aproximadamente (González 1:100.000, realizado en 1977 porFormaciónApón (Aptiense) de J., Iturralde y Picard, 1980). el Ministerio del Ambiente y MapaPresenta gruesas calizas, interes- geológico de la región de Tovar-tratificadas con cantidades subor- Formación La Luna (Coniacien- Bailadores, estado Mérida del Mi-dinadas de lutitas gris oscuro, cal- se-Campaniense) nisterio de Energía y Minas, a esca-cáreas y margas. Lutitas dolomiti- Constituida típicamente por cali- la 1:50.000. Se utilizan las Foto-zadas y lentes de limolitas, calizas zas y lutitas calcáreas fétidas, con grafías aéreas del sector La Roca-nodulares, a veces muy bitumino- abundante materia orgánica lami- Caño Tigre, municipio Zea, estadosas, y lutitas ricas en foraminíferos nada y finamente dispersa, delga- Mérida, misión 010255, vuelo N°pelágicos y que presentan nume- damente estratificadas y lamina- 106, 107,108 a escala 1:25000rosos fósiles, amonites, moluscos das densas, de color gris oscuro a con lo que se realiza un fotomonta-y foraminíferos. La Formación negro; la ftanita negra es frecuente je.Apón presenta espesores de 650 en forma de vetas, nódulos y ca- En la segunda fase se miden losm en el flanco oriental de la Sierra pas delgadas; las concreciones rumbos y buzamientos, tanto dede Perijá, 250 m. en la Plataforma elipsoidales a discoidales de 10 a las familias de diaclasas presentesde Maracaibo y en la Región deTá- 80 cm de diámetro, son caracterís- en las rocas, como las superficieschira-Tarra aflora 100-200 m (Gon- ticas típicas de la formación, que de fallas con las estrías encontra-zález de J., Iturralde, y Picard, permiten reconocerla en cualquier das con sus respetivos “pich”. En1980). afloramiento. Fracturas frescas de la figura 3 se muestran las dos fami- las calizas tienen olor característi- lias de diaclasas que mediadas enFormación Aguardiente (Albien- co y fuerte a bitumen (González de el área de estudio. Todos los datosse) J., Iturralde y Picard, 1980). de rumbo y buzamiento de las fami-Está constituida por areniscas cal- cáreas duras, de color gris a verde claro, grano variable y estratifica- ción cruzada, localmente glauco- níticas con intercalaciones de luti- tas micáceas, carbonáceas y algu- nos lechos de caliza en la parte in- ferior; localmente las areniscas son tan calcáreas que se aproxi- man a calizas arenosas. En Táchi- ra, Mérida y Trujillo, esta formación presenta una litología muy unifor- me, compuesta predominante- mente por areniscas cuarzosas, a veces glauconíticas, con capas de caliza distribuidas en varios nive- les (González de J., Iturralde y Pi- card, 1980). Formación Capacho (Albiense- Turoniense) Consta de lutitas duras de color gris oscuro a negro, calizas duras de colores claros, frecuentemente fosilíferas, y ocasionalmente limo- 216 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016 F. Bongiorno, N. Belandria, G. Molina Figura 3. Rocas de la Formación Aguardiente, nótese las dos direcciones de las dos familias de diaclasas.
  • 5. 217GEOMINAS, diciembre 2016 Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca… lias de diaclasas como de las superficies de falla se ta- (orient1) y de buzamiento (orient2). Luego con las he- bulan para facilitar el procesamiento de los mismos. rramientas del programa permite la agrupación de Finalmente, en la tercera etapa se aplican diferentes las familias de diaclasas, dando como resultado la metodologías para la estimación de la dirección e in- más representativa (Figura 4), seguidamente en la clinación de los esfuerzos principales empleando to- barra de herramientas, en el icono “Pole Plot”, (que dos los datos medidos de las dos diaclasas, así co- son puntos ubicados a 90° de cada superficie de la mo, los datos de las superficies de fallas encontra- diaclasa) se muestra la ubicación de la agrupación das. Para el cálculo de la dirección e inclinación de de las familias de diaclasas, tal como se observa en las tensiones que ejercen influencia en la zona de es- la figura 5. tudio, se emplean varias técnicas de valoración: el La concentración de los polos de las dos familias de análisis numérico vectorial, que consiste en determi- diaclasa permite estimar los posibles planos de las fa- nar a través las propie- dades vectoriales, la rela- ción y orientación de los esfuerzos principales (Bongiorno, Ucar y Be- landria, 2011). Estos resultados se com- paran con las Proyeccio- nes Estereográficas del método de los Diedros Rectos (Badin y Gomez , 2010) y, por último, se emplea el método com- putacional del programa de software libre Ste- reo32 (Bongiorno, 2001). Todos estos métodos es- tán basados en los dia- gramas de Anderson (1951), que consiste en localizar fallas conjuga- das y estimar la direc- ción e inclinación de los esfuerzos principales que actúan en las mis- mas. Los rumbos y buzamien- to de las dos familias de las diaclasas, se agru- pan de manera que re- presenten las posibles superficies de fallas. Ca- be destacar que, si la ac- ción de los esfuerzos se hubiese mantenido en el tiempo, estas familias de diaclasa se integrarían y, por tanto, se manifesta- rían a través de las fallas conjugadas (González de Vallejo, Ferrer, Ortu- ño y Oteo, 2002). Para obtener estas posi- bles fallas, se emplea el software Dips, cuya he- rramienta necesita que los datos de rumbo y bu- zamiento de las diacla- sas se introduzcan como dirección de buzamiento Figura 4. Clasificación de los datos obtenidos en las mediciones de las diaclasas en el programa Dips. Figura 5. Ubicación de los sets de diaclasas en el programa Dips.
  • 6. llas conjugados. Para visualizar es- tos planos de fallas, se utiliza la ba- rra de herramientas y se ubica el ico- no “view > major planes plot”, en la figura 6 se puede observar las posi- bles superficies de fallas proyecta- das en la estereofalsilla de Wulf. Al obtener los datos de rumbo y bu- zamiento de las dos superficies de fallas, se aplican las herramientas que se emplean para el cálculo de los esfuerzos principales, los cuales requieren de la medición de las es- trías en las superficies de fallas en el campo, es decir, se aplica el Méto- do de los Diedros Rectos propues- tos porAnderson. Resultados Datos obtenidos en el campo Se localizan los afloramientos de ro- cas que están afectados por las fa- llas y se miden los pich de las es- trías de fallas, los cuales arrojan un ángulo de 35° hacia el sureste.Tam- bién las estrías de falla indican que el movimiento es transcurrente des- tral con una componente normal (Fi- gura 7), indicando que el régimen tectónico dominante en la zona es transtensivo. Se actualizan los rumbos y bu- zamientos de las foliaciones y es- tratificaciones de las rocas presen- tes en la zona de estudio y además se corroboran las relaciones de campo o contactos de formaciones, además se evidencia la discordan- cia estructural que pone en contac- to rocas paleozoicas de la Asocia- ción Tostos con la base de las rocas cretácicas de la Formación Rio Ne- gro (Figura 8). Esta discordancia y su relación con las fallas son repre- sentadas en el mapa geológico (Fi- gura 9), donde están indicadas to- das las características geológicas de la zona de estudio. También la discordancia se encuentra en un co- rredor geográfico que, debido al mo- vimiento rotacional originado por el deslazamiento de las fallas, finge como una estructura vinculante en- tre ellas. Se miden dos familias de diaclasas en la zona de estudio con un total de 160 mediciones de rumbo y bu- zamiento de diaclasas, las cuales permiten estimar el sistema de fa- llas conjugadas de la zona, los cua- 218 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016 F. Bongiorno, N. Belandria, G. Molina Figura 6. Ubicación de las superficies de fallas. Figura 7. Estrías de falla medidas en rocas de la Formación Aguardiente. Figura 8. Discordancia estructural entre el Paleozoico y Cretácico.
  • 7. Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca… 219GEOMINAS, diciembre 2016 Figura 9. Mapa Geológico-Estructural de la zona de estudio. les tienen dirección de rumbos y buzamientos de N 49°E/ 42°NO (Falla 1) y N 34° O /36°NE (Falla 2), con ello se comprueba que son conjugadas e integradas al sistema transtensivo (Figura 10). Aplicando los métodos basados en los diagramas deAnderson (Anderson, 1951), como el método del análi- sis numérico vectorial (Bongiorno, Ucar y Belandria, 2011), el método de los Diedros Rectos con las Proyec- ciones Estereográficas (Badin y Gomez , 2010) y del programa de software libre Stereo32 (Bongiorno., 2001), los resultados se muestran en la tabla I.
  • 8. una de las condiciones necesarias Vergencia (una de las direccionesLos resultados de la tabla I, están para que los esfuerzos determina- del esfuerzo) que dio origen al le-expresados en dirección azimutal dos sean principales. vantamiento de Los Andes de Ve-(Ψ) y ángulo de inclinación (α). Ca- Tomando en consideración la di- nezuela (N 80°O), esta direcciónbe destacar, que al comparar los rección azimutal de los esfuerzos es llamada dirección de esfuerzosmétodos aplicados los resultados principales obtenidos, se puede de cierre. Estos valores contribu-coinciden, pero además se corro- afirmar que, el esfuerzo principal yen a conocer con mayor precisiónbora que los esfuerzos, son orto- σ coincide con la dirección de la las clasificaciones geomecánicasgonales entre sí, cumpliéndose 1 220 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016 F. Bongiorno, N. Belandria, G. Molina Figura 10. Agrupación en dos superficies fallas los sets de diaclasas por Dips. Tabla I. Estimación de las dos superficies de fallas, a partir de la agrupación de las dos familias de diaclasas.
  • 9. Evaluación geomecánica y estructural del sector La Roca… 221GEOMINAS, diciembre 2016 empleadas para la estabilización de taludes, resis- Badin, R. y Gómez , R. (2010). Problemas de Geolo- tencia de la roca y algunas prospecciones geomecá- gía Estructural. REDUCA, pp 40-45. nicas. Bongiorno, F. (2001). Aplicación avanzada de la Geo- logía Estructural. Escuela de Ingeniería Geológi- Conclusiones ca. Curso. Cualquiera de los tres métodos empleados para de- Bongiorno, F., Ucar, R., y Belandria, N. (2011). Deter- terminar la dirección e inclinación de los esfuerzos minación de la dirección de los esfuerzos princi- principales, es fidedigno y confiable, siendo el más pales a través de análisis numérico y proyeccio- exacto el método de Análisis Vectorial. La dirección nes estereográficas de la falla de Boconó en el de estos esfuerzos principales, cumple con la condi- sector Yacambú, estado Lara. Ciencia e Ingenie- ción necesaria de ortogonalidad; así mismo, la direc- ría, 32(2), pp 57-66. ción del esfuerzo principal mayor N80°O, correspon- Canelón, G. y García , L. (1977). Consideraciones so- de con la dirección que generó el levantamiento de bre rocas del Paleozoico Inferior, Formación Tos- Los Andes venezolanos y que son llamados direc- tosa, en el flanco norte de la Cordillera de Los ción de esfuerzos de cierre debido a que fue el último Andes. V Congreso Geológico Venezolano, pp evento que ejerció influencia. Las mediciones de las 227-252. superficies de fallas indican que son transcurrentes Colina, J. y Salas, M. (2012). Estimación de la condi- destrales con una componente normal, indicando ción local del subsuelo de la zona norte del área que el régimen tectónico influyente es transtensivo. metropolitana de Mérida a partir del método. Te- Partiendo de este modelo de régimen, las fallas obte- sis de Grado. nidas con la ayuda de las mediciones de las familias González de J., C., Iturralde, J. y Picard, X. (1980). de diaclasas en la zona, utilizando el software Dips, Geología de Venezuela y sus Cuencas Petrolí- se incluyen dentro del régimen tectónico. En el mapa feras. Caracas: Foninves.Tomo I y II. geológico actualizado en este estudio, se observa un González de Vallejo, L., Ferrer, M., Ortuño, L. y Oteo, corredor entre las dos fallas transcurrentes. C. (2002). Ingenieria geológica. Madrid: Pearson Educación. Agradecimiento Rod, E. (1956). Strike-slip faults of northern Vene- Deseamos agradecer al CDCHTA de la Universidad zuela. American Association of Petroleum Geol- de LosAndes, Mérida, por el financiamiento a esta in- ogists, 40, pp 457-476. vestigación bajo el código I-1444-15-02-B, su contri- Rodríguez, J. (1987). Estratigrafía de la región Ubi- bución fue fundamental. cada al norte de las poblaciones de Zea y Santa Cruz de Mora, estado Mérida. VII Congreso Geo- Bibliografía logico Venezolano, pp 566-587. Anderson, E. (1951). The Dinamics of Faulting. (2nd, Ed.) pp 206. Fuente: http://www.conserve-energy-future.com/causes-effects-of-industrial-pollution.php GEOMINAS
  • 10. 222 GEOMINAS, Vol. 44, N° 71, diciembre 2016 GEOMINAS Fuente: http://indiatoday.intoday.in/education/story/world- environment-day-2016/1/683694.html Fuente: http://incolors.club/collectionbdwn-biodiversity- poster-ideas.htm