Geologia Estructural y Estratigrafia

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Resumen

Resumen En este trabajo de investigación monográfica sobre Geología Estructural y Estratigrafía, se hace una breve descripción de la estratigrafía de los diferentes periodos del tiempo geológico, dando mayor énfasis a la estratigrafía entre el triásico  –   jurásico  –   cretáceo, haciendo una breve correlación con la estratigrafía de la región Cajamarca que abarca desde el jurásico con el grupo  pucara. Analizando alguna facies de formación, proveniencia y su secuencia evolutiva en las cuencas sedimentarias, sus dislocaciones de origen no tectónico que ocurren durante el proceso de sedimentación tales como: estratificación convoluta, estratificación cruzada, paralela, laminar, gradada, flaser, lenticular, imbricación, slumps, las estilolitas que tiene su origen en rocas carbonatadas que se pueden confundir con fallas. Además las estructuras ocurridas durante este periodo, luego se tiene los efectos producidos por la deformación laramidica aproximadamente entre 82  –   20 Ma. También unos puntos sobre estratigrafía del ordovícico y cámbrico y al final con un breve alcance en lo que se refiere a la estructura de las cuencas mesozoicas.

Abstract In this research monograph on structural geology and stratigraphy, is a brief description of the stratigraphy of the different periods of geological time, placing greater emphasis on the stratigraphy between the Triassic - Jurassic - Cretaceous, with a brief correlation with stratigraphy Cajamarca region spanning from the group Jurassic pucara. Analyzing some training facies and sequence their evolutionary origin in sedimentary basins, their origin tectonic dislocations that occur during the sedimentation process such as convolute lamination, cross-bedding, parallel, laminar, graded, flasser, lenticular, overlapping, slumps, stylolites which has its origin in carbonate rocks that can be mistaken for flaws. Furthermore structures occurred during this period, then it has the effects of deformation Laramide approximately 82-20 Ma also some points on ordovician and Cambrian stratigraphy and end with a short range in regard to the structure of Mesozoic basins.

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Índice

ÍNDICE Resumen .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................. ................................... ............ III Abstract............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. ................................... ............ III Introducción............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ............................. .......V Geología estructural y estratigrafía....................................... estratigrafía............................................................. ............................................ ...................... 6 Estratigrafía en el triásico  – jurásico ....................................................... ............................................................................. ......................... ... 7 Facies ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ........................................ .................. 8 Otros tipos de planos de estratificación: Geometría de los estratos ........................... 12 Estratigrafía ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ........................... ..... 13 Estructura............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ............................... ......... 16 Síntesis tectónica ............................................ .................................................................. ............................................ .......................................... .................... 18 Deformación laramidica ............................................ .................................................................. ............................................ ........................... ..... 18 Estratigrafía del Ordovícico................................... Ordovícico......................................................... ............................................. ................................... ............ 18 Estratigrafía del Cámbrico ......................................... ............................................................... ............................................ ............................... ......... 19 Algunas Aportaciones Sobre Las Descripciones De Las Sucesiones............................. Sucesiones............................. 20 Origen Y Medio De Los Depósitos Del Nivel Dolomítico Dolomíti co Y Calcáreo ......................... ......................... 20 Estructura de las cuencas mesozoicas ..................................................... ............................................................................ ....................... 20 Conclusiones.......................................................... ................................................................................. ............................................. .................................. ............ 22 Referencias .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................ ............................... ......... 23

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Introducción

Introducción La relación de la geología estructural y la estratigrafía, es de suma importancia porque nos  permite reconocer por medio de las secuencias estratigráficas las estructuras de origen no tectónico y tectónico. De tal modo que se hacen estudios estratigráficos y estructurales para tener un mejor entendimiento sobre la secuencia que tuvo desde el momento de la sedimentación que fueron modificadas por las l as deformaciones provocadas por esfuerzos desde el interior de la tierra. Esto nos conlleva a determinar cuál fue la secuencia del origen de las diversas estructuras estratigráficas que ocurrieron durante el tiempo geológico. El cual hoy en día nos permite reconocer diferentes estructuras in situ, las diferentes facies nos indican cual fue el origen y que habían provocado estas dislocaciones tanto tectónicas y no tectónicas.

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Geología estructural y estratigrafía

Geología estructural y estratigrafía estratigrafía La geología estructural está relacionada con el análisis de la deformación de los estratos sedimentarios. Cuando el plegamiento es relativamente suave, el orden de sucesión estratigráfico es fácil de averiguar partiendo de la ley de superposición. Sin embargo, los estratos están fuertemente alterados por pliegues violentos o cabalgamientos u otros grandes accidentes, es preciso conocer de antemano la serie estratigráfica, encontrar fósiles o alguna evidencia o sedimentaria del orden de sucesión en las estructuras (Sitter, 1976). La influencia de los movimientos de la corteza terrestre, puede ser simultánea, subsiguiente a la deposición de los estratos sedimentarios o a la intrusión de rocas ígneas; estos movimientos se clasifican en primarias y secundarias. En una sedimentación tranquila sin plegamiento ni formación de fallas, se puede deducir el movimiento epirogénicos de la corteza terrestre mediante el análisis de las diversas facies. Cuando la facie cambia de una caliza litoral masiva a una marga potente de facie batial, el cambio de facie es con frecuencia extremadamente rápido (Sitter, 1976). Estos puntos anteriormente tratados nos permiten reconocer el techo y piso de las capas, de tal manera que hagamos un análisis estructural partiendo desde el punto de vista de la estratigrafía. “La tectónica de una región no puede aclararse sin un conocimiento básico de su

estratigrafía; y la estratigrafía no puede estudiarse sin un conocimiento general de las estructuras” (Sitter, 1976).

La variaciones de la serie litológica tiene fuerte influencia es las dislocaciones secundarias (pliegues). La alternancia de los lechos blandos y duros, el espesor total de la serie completa, de sus componentes y sus cambios de facies laterales determinan la

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Geología estructural y estratigrafía

Estratigrafía en el triásico  –  jurásico  jurásico En regiones de triásico superior existen afloramientos de macizos rocosos de secuencia siliciclástica marina (ejemplo el grupo pucara, Calizas gris azuladas, macizas con nódulos silíceos). Sobreyacida por rocas volcánicas y sedimentos clásticos del jurásico inferior a medio, así como de sedimentos clásticos continentales, sobre los que con frecuencia se encuentran depósitos correspondientes a la transgresión marina del jurásico superior para continuar con la  potente secuencia de capas marina esencialmente carbonatadas con algunas presencias de gránulos silíceos, pertenecientes la jurásico superior y cretáceo (tiempo geológico, obsérvese la columna estratigráfica; fig. 1); por ejemplo ampliamente distribuidas en todo el noreste de México.

 Figura 1: columna columna estratigráfica estratigráfica de de la región Cajamarca Cajamarca,, según Eddita Eddita H.C.2011

La estructura interna del bloque está caracterizada por plegamientos mayores de orientación general norte – noreste noreste y ligera vergencia hacia el este. Durante el jurásico superior al cretáceo inferior, se caracteriza y se escalonan depósitos marinos  progresivos, deformados esencialmente, durante la orogenia laramidica1, en forma de un clásico cinturón de pliegues y cabalgaduras. Por ejemplo, la configuración típica de la Sierra Madre Oriental en México (Martinez, 1989).

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Geología estructural y estratigrafía El jurásico superior está representado por lutita, marga y caliza arcillosa, los cuales llegan a forma estructuras como anticlinal, sinclinal, fallas como por ejemplo, el sinclinal San Lorenzo, en el estado de Querétaro (en la figura 3 se presenta una interpretación de esta estructura). En la parte superior del cretáceo inferior, se caracteriza por la presencia de formaciones carbonatadas así como las formaciones El doctor, el abra, tambara y Tamaulipas en san Luis de  potosí, que corresponden a facies de las plataformas y cuencas (ver fig. 3) En el centro de Perú recorre la cordillera oriental, están compuesto de rocas sedimentarias que son capas rojas (antes consideradas como grupo mitu) y se hallan en discordancia erosional y overlap sobre el Grupo Copacabana (Pérmico inferior) anteriormente conocida como grupo  pucara para esta zona (Víctor Carlotto, 2006) 2006) (ver figura 1). La estructura interna de estos macizos está caracterizada por plegamientos mayores de orientación o vergencia hacia el este. Las zonas ortotectónicas son las partes más levantadas, en donde han quedado expuestas las unidades más antiguas y en donde se observan horizontes de deslizamiento y despegue que ponen en contacto unidades superiores de la secuencia sobre unidades inferiores con la total ausencia, por efectos tectónicos, de las correspondientes unidades intermedias.

Facies El análisis facial se realiza con la finalidad de definir cuál o cuáles fueron los ambientes de la depositación, así como reconocer sus variaciones verticales y laterales. Estos análisis se basan en su granulometría y estructuras sedimentarias. 

Conglomerados arenosos, arenitas y limolitas conglomeraticas, areno y lodo soportados.



Arenitas y arenas coglomeraticas con gradación normal.

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Geología estructural y estratigrafía

Interpretaciones Las facies de conglomerados arenosos y arenitas conglomeraticas, las arenitas, granogradación, y estratificación maciza. Se interpretan como el producto de corrientes tractivas, flujos de masa y corrientes turbidíticas de alta concentración hasta diluido. Este tipo de facies pueden darse zonas con gran aporte sedimentario cercano a la costa, semejante a las condiciones delta-abanicos. Tabla 1: clasificación de facies según (Andres Pardo M. M., 2002)

FACIES

Lodolitas conglomeraticas macizas Conglomerados y arenitas conglomeraticas macizas Conglomerados o arenitas conglomeráticas con gradación de grano normal Arenitas macizas

INTERPRETACIÓN DEL PROCESO DE TRANSPORTE

Flujos de lodos cohesivos Corrientes de turbiedad de alta concentración

Corrientes de turbiedad de alta concentración Corrientes de turbiedad de alta concentración

INTERPRETACIÓN DEL PROCESO DE SEDIMENTACIÓN

Congelamiento sobre fondos que disminuyen en inclinación, a medida que el esfuerzo cortante a la base del flujo llega a ser menor que la fuerza cohesiva de la matriz Depósito colectivo rápido de una mezcla de arena y guijos debida al incremento de la fricción intergranular a medida que el flujo desacelera Depósito grano a grano a partir de la suspensión con rápido enterramiento, sin un transporte tr ansporte tractivo importante sobre el lecho. le cho. Cuando existe laminación incipiente es interpretada como depósito de granos que son transportados t ransportados como carga de fondo Depósito en masa rápido debido a las fricciones intergranulares en una dispersión de sedimento concentrada cerca del fondo. Depósito grano a grano a partir de suspensión seguido por transporte tractivo como carga de

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Geología estructural y estratigrafía En la presencia de bivalvos inocerámidos en Lodolitas bien laminadas indican ambientes disaeróbicos.

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Geología estructural y estratigrafía En asociaciones de base a techo presentan diferentes tipos de facies: contacto interior neto, granogradación, laminación plana paralela, inclinada ascendente y/o inclinada en artesa a  pequeña escala; son comunes en la parte media de un abanico turbidítico, donde las duplas de arenita-lodolita representa eventos de corriente de turbiedad de baja concentración y las arenitas macizas flujos de masas (Andres Pardo M. M., 2002). Las estructuras presentes en los conglomerados y arenitas sugieren fenómenos de tracción en el fondo (ejemplo, barras de grava y arena); por otra parte las facies macizas indican flujos hiperconcentrados de sedimento (ejemplo, depósitos de flujo de escombros). El color rojo-verde en Lodolitas y que presenten una abundante bioperturbación, siguen un ámbito de depósito continental. La laminación se origina por tracción de partículas en el fondo a partir de corrientes de turbiedad diluidas (Andres Pardo M. M., 2002). Las rocas durante su proceso de sedimentación-litificación sufren diversos procesos conocidos como estructuras sedimentarias, lo que también se conocen como dislocaciones no tectónicas entre las que podemos constatar están: Laminación plana y ondulada, estructuras de deslizamiento, estratificación convoluta, grano gradación, estratificación gradada, estratificación lenticular.

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Geología estructural y estratigrafía

 Figura 4: Estratificación Estratificación flaser, flaser, lenticular lenticular y ondulada ondulada

Otros tipos de planos de estratificación: Geometría de los estratos

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Geología estructural y estratigrafía

Las biofacies El análisis biofacial en asociación con las litofacies permite determinar el ambiente de sedimentación y la posición batimétrica del depósito final. También determinan los procesos ya sea por flujos de masa, fenómenos de tracción sobre el fondo y asentamiento vertical (Mario Moreno, 2002) Los flujos de masa se originan por congelamiento del material sedimentario sobre los fondos que disminuyen en inclinación, a medida que el esfuerzo cortante se hace menor que la fuerza cohesiva de la matriz. Estas facies puede originarse por diferentes procesos: tormentas, sedimentación en zonas inestables, actividad volcánica y sísmica. Los fenómenos de tracción pueden originarse en zonas de oleaje o por corrientes de turbiedad episódicas en el fondo, donde cada depósito sufrió amalgamación posterior.

Estratigrafía Las estructuras y estratigrafías genera diversas interpretaciones y materia de investigación de los geólogos así como (José Rafael Barboza-Gudiño, 2004) con el fin de establecer su estratigrafía

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Geología estructural y estratigrafía Las unidades que pertenecen a estos periodos consisten en lutitas con una estructura de la laminación interna y alternancia de escasas capas ca pas delegadas de limolitas y grauvacas finas. Sólo ocasionalmente, las limolitas y grauvacas se vuelven más frecuentes y ocurren en capas más gruesas, hasta dar a la secuencia un carácter de alternancia rítmica. Las lutitas y limolitas son regularmente de color pardo a negro en superficie fresca y verde amarillento en superficie intemperizada, en tanto que las grauvacas son de color gris intermedio, con colores por intemperismo de la roca similares a los de las lutitas. Otro de los rasgos importantes en los estudios sobre estratigrafía, para determinar una correlación, siguiendo un patrón lógico es la presencia de fósiles, que de acuerdo a las especies, se puede realizar una configuración más detallada de la estratigrafía de una región. Que se fosilizan en una secuencia sedimentaria de lutitas, calizas, grauvaca, limolitas. Las grauvacas son sedimentos inmaduros, estructural y composicionalmente, con componentes subangulosos y un porcentaje de matriz superior a 35 o 40 %, llegando a mostrar una textura soportada por dicha matriz. Sobreyaciendo a la secuencia turbidítica se observan capas más gruesas a bancos de hasta 2  –  3  3 m de espesor de areniscas o cuarcitas conglomeráticas de color gris claro a crema, con estratificación oblicua recta en algunas capas y alternancia de lutitas fósiles de color gris oscuro

y rojo violáceo o verde amarillento en superficies intemperizadas.

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Geología estructural y estratigrafía Además, la siguiente unidad está definida como una secuencia clástica continental. Esta unidad en el área de estudio se describe como una secuencia de tipo fining upward (grano decreciente), decreciente), con brechas o conglomerados polimícticos en la base, pasando por areniscas hasta transformarse en una secuencia monótona de limolitas y en parte lutitas de color rojo violáceo y café rojizo hacia la cima. En el jurásico superior, durante la transgresión marina, como base se encuentran rocas calizas o  bien cualquier otra facies, clástica calcárea o evaporitica, en otras regiones del mundo por incluir algunas facies marinas o lagunares depositadas durante esta transgresión marina, por ejemplo el Grupo Zuloaga, que consiste en una secuencia de calizas micriticas, respecto a la facies de relativa mayor profundidad, para las primeras capas de caliza en la base de la Formación Zuloaga, se observa a nivel regional que el tope de la Formación La Joya aparece  bien estratificado y laminado, y con marcas de oleaje, indicando un ambiente marino somero,  por lo que las primeras calizas de la Fm. Fm. Zuloaga no corresponden exactamente exactamente con la base de la transgresión marina y su depósito correspondería lógicamente con una facies de cierta  profundidad y con el cese de los aportes terrígenos (José Rafael Barboza-Gudiño, Barboza-Gudiño, 2004). Las rocas calizas de acuerdo con su contenido fosilífero se clasifican en mudstone, wackestone y que son muy frecuentes en las formaciones de san Luis de potosí, México. Las areniscas son de grano fino y ocurren en forma de capas delgadas con laminación paralela y

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Geología estructural y estratigrafía

Estructura La evolución tectono-sedimentario de una cuenca entre el jurásico medio al cretáceo superior, estuvo ligado a periódicas transgresiones y regresiones marinas de esta manera, se propició la depositación de secuencias sedimentarias compuestas principalmente de depósitos siliciclásticos de ambientes costeros, depósitos evaporítico y depósitos de carbonatos tanto de ambientes de  plataforma somera y profunda como en complejos arrecifales (Francisco González Sánchez, 2007) Las estructuras que se desarrollan en macizos rocosos calcáreos, son generalmente en su  primera fase pliegues, como estas rocas son frágiles dan origen a las fallas, que si están sometidas a esfuerzos de compresión a fallamiento inversas o transcurrente o de tracción inversas, y por la influencia de esfuerzos verticales con la presencia de fallas normales da lugar a los pilares tectónicos (estructura de la sierra catorce, san Luis d potosí, México; ver fig. 2).

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Geología estructural y estratigrafía

 Figura 7: sección sección palinspastica palinspastica de de la región de de Querétaro, Querétaro, México

Algunos horizontes conglomeraticos están relacionados con fallamiento normal sinsedimentario. En cretáceo superior está representado por caliza pelágica y lutita subordinada, en su base, y en el resto predominan lutita, marga y arenisca de textura fina. Por ejemplo las formaciones Soyatal y Méndez, desde 0 hasta 200 (Martinez, 1989).

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Geología estructural y estratigrafía

Síntesis tectónica Deformación laramidica El cinturón de pliegues y cabalgaduras de la sierra madre oriental, en el centro de México, se caracteriza por un estilo estructural que varía abruptamente desde el WS hacia el NE, a traes de los taludes de las plataformas carbonatadas.

Estratigrafía del Ordovícico Durante la serie ordovícica, se han identificado una serie estratigráfica de rocas detríticas siliciclástica y carbonatadas con metamorfismo de grado bajo. Por ejemplo en la región Junín Perú se ha identificado la edad de esta serie estratigráfica, ya que en la parte superior se han encontrado fósiles que han sido datados como Darriwiliano superior (Enrique Díaz-Martínez,

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Geología estructural y estratigrafía Tabla 2: descripción e interpretación de litofacies presentes en la Formación San José en el Cerro Huancampa  según (Enrique (Enrique Díaz-Martínez, Díaz-Martínez, 2005) 2005)

Litofacies Deformados Finos  No deformados

Arenas

 No deformados

Deformados Carbonatos

Descripción

Proceso

Lutitas con bloque deslizados de caliza

Resedimentacion

Lutita con evidencia de resedimentacion

Resedimentacion

Lutita con graptolites

Decantación pelágica

Lutita laminada

Flujo turbulento

Arenisca masiva gradada

Flujo turbulento

Arenisca con laminación horizontal

Flujo turbulento

Arenisca con ondulitas de corriente Arenisca con estratificación cruzada

Flujo turbulento Flujo laminar

Areniscas con capas deformadas

Resedimentacion

Caliza fosilífera

Sedimentación fgatos

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Geología estructural y estratigrafía 5) Cuarcitas blanca maciza Esta disposición da lugar a que el cámbrico aflore ampliamente y esto permita reconocer la uniformidad de la sucesión estratigráfica como de las facies, con la excepción a lo sumo de ciertos cambios de espesor entre pizarras y areniscas.

Algunas aportaciones aportaciones sobre las descripciones descripciones de las sucesiones Según (Julivert, 1967), las sucesiones comienzan en la parte superior de este periodo con calizas y en el inferior a dolomías, este nivel dolomítico presenta una estructura de estratificación con laminación paralela. En todas estas sucesiones corresponde a estratificación constante, lo característico de etas

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Geología estructural y estratigrafía evolución estratigráfica del Cretáceo, hasta la Orogenia Larámide, entre el Cretácico Superior al Terciario Inferior. Este rompimiento y separación de Pangea dio origen a los pilares y fosas tectónicas que contribuyeron a las distribuciones de altos y bajos estructurales que a su vez controlaron en adelante las cuencas sedimentarias y que luego pasa a determinar los estilos estructurales larámides.

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Geología estructural y estratigrafía

Conclusiones 

Los pilares tectónicos controlan parcialmente la sedimentación mesozoica los cuales sirven de límite.



los pliegues mesozoicos relativamente tienen una vergencia hacia el este.



Los análisis de la facies de formación, permiten identificar diversas estructuras, así como también los ambientes de formación.



Existen estructuras consideradas como no tectónicas o también llamadas dislocaciones no tectónicas, que tienen su origen cuasi a la par con la formación de la estratificación litológica.



La geología estructural depende siempre de la estratigrafía de la secuencia sedimentaria.

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Geología estructural y estratigrafía

Referencias Andres Pardo, M. M. (2002). Estratigrafia y analisis facial del cretaceo superior en el sector de Apia-Pueblo Rico (Coordillera Central de Conlombia). GEO-ECO-TROP  , 51-74. Andres Pardo, M. M. (2002). Estratigrafia y facies del cretaceo superior-terciario inferior en