Mapas Geológicos

1. ¿Qué es un Mapa Geológico?

Un mapa geológico es la representación, sobre un mapa topográfico, de los diferentes tipos de unidades geológicas que afloran en la superficie terrestre así como de sus respectivos contactos.

Para distinguir las rocas se emplean diferentes tonalidades de colores y/o patrones denominados rastras. En un mapa geológico se reflejan también las estructuras tectónicas (pliegues, fallas, etc.), los yacimientos de fósiles, aspectos hidrogeológicos (fuentes, red de drenaje, etc.), recursos minerales, etc. Las unidades geológicas que aparecen en un mapa pueden haber sido agrupadas de acuerdo con variados criterios: edad común, mismo tipo de roca, mismo contenido de fósiles, igual permeabilidad, etc. Cada uno de estos mapas recibe un nombre especial.

2. ¿Cómo se hace un Mapa Geológico?

La elaboración de mapas geológicos es un trabajo muy especializado que requiere detallados reconocimientos del terreno. Los mapas geológicos, de acuerdo con la finalidad de la investigación, pueden ser elaborados con muy diferentes criterios (Figuras 5 y 6): Mejorar el conocimiento geológico general de una región (mapa geológico s.l.), distinguir tipos litológicos (mapas litoestratigráficos), agrupar formaciones geológicas por edades (mapas cronoestratigráficos), poner en evidencia zonas con un elevado riesgo geológico (mapas de riesgo), racionalizar el uso y explotación de los suelos (mapas de ordenación del territorio), etc. La metodología aplicada en la construcción de cada uno de ellos puede ser diferente si bien los aspectos de campo y de gabinete son comunes a todos ellos.

En los trabajos de campo, el geólogo realiza una serie de itinerarios buscando afloramientos, es decir, zonas expuestas en la superficie de la Tierra que permiten observar las características geológicas del subsuelo. Una vez encontrado un afloramiento, éste se sitúa sobre un mapa topográfico o bien sobre una foto aérea. Con la ayuda de las herramientas típicas del trabajo de campo (martillo, lupa, brújula), intenta identificar las rocas presentes en el afloramiento así como todas aquellas características útiles (fósiles, orientación de planos y lineaciones en las rocas, etc.) en la posterior identificación. Debéis saber que el trabajo de campo puede ser extremadamente duro por lo que, a menudo, se trabaja previendo que no se volverá más al afloramiento estudiado. Así, cualquier observación ha de ser minuciosamente documentada en una libreta de campo, esquematizada mediante gráficos adecuados, fotografiada si se considera necesario y muestreada si ello es indispensable.

Al final de los trabajos de campo, el mapa resultante no es otra cosa que una serie de manchas de color y símbolos dispersos sobre el mapa topográfico o en la foto aérea. Si la cartografía ha sido efectuada con rigor, se trata de un mapa objetivo de extraordinario valor, puesto que debiera ser independiente de la persona que lo haya realizado: Se reflejan tan sólo aquellas características verificables en cualquier momento por cualquier otro observador.

El trabajo realizado en el campo y resumido como mapa objetivo debe ser complementado en el gabinete mediante la interpolación entre afloramientos separados. Cualquier técnica de interpolación introduce incertidumbre dado que se interpola para obtener información donde esta no ha sido tomada (por estar cubierto o inaccesible el terreno, por ejemplo). A diferencia de las interpolaciones matemáticas, la interpolación realizada en el gabinete por el geólogo se basa en la utilización de información obtenida mediante técnicas geofísicas directas (sondeos), indirectas (sísmica, magnetometría, gravimetría, etc.), en su propia experiencia, así como en el conocimiento geológico que posee de la región estudiada. El resultado final es un modelo geológico (un mapa) validado con la ayuda de los datos geofísicos y de campo. Los mapas finales poseen, por tanto, una cierta componente interpretativa.

¿Qué grado de verosimilitud puede tener una interpretación geológica? Es difícil responder a esa cuestión de forma simple. No obstante, podemos hacer una analogía matemática. Supongamos que hemos medido experimentalmente un par de puntos en la evolución temporal de una determinada variable física (p. ej., la
temperatura en la superficie del capó de un vehículo en una playa de estacionamiento al sol). En un momento dado se nos puede requerir de expresar la evolución temporal de la temperatura mediante una función matemática (es decir, enunciar una ‘ley’) a fin de interpolar (o extrapolar) el valor de la temperatura en cualquier momento. Si tan solo contamos con los dos puntos experimentales medidos, ¿Qué función empleamos? Obviamente, a través de dos puntos son susceptibles de pasar un gran número de funciones (una lineal, logarítmica, parabólica, etc.). Sin embargo, tan solo alguna de ellas tendrá un significado físico razonable. Si consideramos que el comportamiento real del sistema debe ser tal que debiéramos observar un comportamiento oscilatorio de la temperatura, reflejo de los ciclos térmicos diurnos y nocturnos naturales. Por ello, una elección razonable a efectos de enunciar la ley sería una función tipo seno. En la interpretación geológica sucede algo parecido. Si una región determinada está caracterizada por la presencia de pliegues, en la interpretación geológica que hagamos de otra adyacente, habremos de considerar los pliegues en la interpretación. Ello no implica, en absoluto, que esta sea la mejor y única solución posible. Ahí es donde adquiere valor la experiencia del profesional.

3. ¿Qué es un corte geológico?

Es la interpretación gráfica, en un plano vertical, de la estructura geológica del subsuelo. Para construirlo hace falta situar sobre un perfil topográfico, los datos geológicos que se observan sobre el mapa a lo largo de la sección considerada: los tipos de roca, el buzamiento (dirección y ángulo de inclinación), la potencia (es decir, el espesor de las capas), los tipos de contacto, las estructuras tectónicas, así como toda aquella información que se disponga referente al subsuelo (pozos petrolíferos, perfiles sísmicos, etc.).

Hay que recordar que un corte geológico se representa sobre un mapa mediante una línea: Es una característica unidimensional ([X1,Y1],[X2,Y2]) sobre una representación bidimensional (XY). No obstante, los cortes adquieren la bidimensionalidad al considerar una nueva coordenada: la profundidad respecto de la superficie topográfica (Z). Por tanto, todos los contactos que aparezcan en el corte, estarán localizados sobre la superficie topográfica del mismo o bien quedarán reflejados sobre el mapa. De igual manera, todo aquello que queda fuera de la línea de corte, no pertenece a la sección vertical considerada y, por tanto, no tienen porqué aparecer en el mismo.

4. ¿Cómo se construye un Corte Geológico?

En primer lugar, debe construirse el perfil topográfico de la sección vertical que sea de interés. Para ello, se utilizará la información topográfica presente en el mapa. A continuación, se trasladarán al perfil topográfico los puntos de contacto entre formaciones geológicas y demás características geológicas reseñables (discordancias, fallas, etc.). Dichos puntos están en el mapa y, por tanto, en el corte habrán de estar sobre el perfil topográfico.

Una buena técnica para construir el perfil topográfico se muestra en la figura 10. Se basa en el empleo de una tira de papel auxiliar sobre la que localizaremos la intersección de cada curva de nivel, sí como otros datos morfológicos importantes (el fondo de un valle, la posición de una cresta, etc.). Dicha técnica hará fácil el mantener la escala horizontal del mapa y facilitará la traslación de esa información a la hoja en la que efectuemos el corte geológico o desarrollemos cualquier otra operación.

Con respecto a la escala vertical del corte, es aconsejable utilizar igual escala vertical que horizontal. De no ser el caso, pueden presentarse situaciones como las que se iindican en la siguiente figura.

5. Diseño de Estratos

Como sabemos, los estratos geológicos pueden estar inclinados, es decir tener un buzamiento distinto de cero. El mapa geológico muestra la intersección del estrato con la superficie topográfica del terreno. Esta interesección toma distintas formas según el buzamiento del estrato y la forma del relieve, tal como se indica en la figura.

• Cuando el estrato es horizontal: su intersección con el relieve copia las formas de las curvas de nivel. (viñeta izquierda arriba)
  
• Cuando el estrato es vertical: su intersección corta el relieve sin deformarse. (viñeta derecha arriba)
• Cuando el estrato es inclinado en sentido opuesto al gradiente topográfico forma una V cuyo vértice se encuentra aguas arriba (viñeta centro arriba o https://skfb.ly/6TsPO)
• Cuando el estrato es inclinado en el mismo sentido que el gradiente topográfico, puede adoptar distintas formas según el valor del buzamiento:
• Si el buzamiento es mayor que el gradiente topográfico formará una V con su vértice ubicado aguas abajo (viñeta izquierda abajo o modelo en https://skfb.ly/6TsPr)
• Si el buzamiento es igual al gradiente topográfico se observarán afloramientos paralelos a ambos lados de la quebrada (viñeta centro abajo o modelo en https://skfb.ly/6TsOO)
• Si el buzamiento es menor que el gradiente topográfico formará una V cuyo vértice está ubicado aguas arriba (viñeta derecha abajo).
  

6. Ejemplos de estructuras sencillas

En este capítulo vemos algunos ejemplos de mapas geológicos que representan estructuras sencillas considerando una topografía plana. Es preciso tener en cuenta que cuando la topografía no es plana, las formas se ven distorsionadas por la intersección de las estructuras geológicas con el relieve.

1. Pliegues no buzantes. La siguiente figura muestra en perspectiva dos anticlinales y un sinclinal cuyo eje es horizontal. La parte del pliegue que sobresale por encima del nivle del terreno está indicada con líneas paralelas y debe considerarse que está erosionada (solo se presenta para indicar cuál es la forma del pliegue)

En la siguiente figura se muestra cómo se ve un pliegue sinclinal con eje horizontal en un plano geológico. Sabemos que es un sinclinal porque los símbolos de buzamiento apuntan hacia el eje, que se ubica en el centro de la formación de arcillas (indicada por la rastra que contiene líneas de trazos). En este caso, esta última es la formacion más joven, mientras que la más antigua es aquella que está indicada por la rastra con círculos negros rellenos.

¿Cómo sería el mapa geológico que representa un pliegue anticlinal cuyo eje es horizontal?

2. Pliegues con eje buzante. La siguiente figura muestra el caso de pliegues anticlinales y sinclinales cuyo eje tiene buzamiento en una dirección.

En estos casos, los mapas geológicos se verían así (nótese que no se está representando la misma situación exacta del bloque diagrama, ya que la configuración no coincide). Si no tuviéramos la indicación de edad relativa de las rocas, ¿cómo sabemos que la estructura representada es un sinclinal o un anticlinal?

3. Pliegues con eje doblemente buzante. En este caso, el eje cambia su buzamiento dentro del área representada. Los mapas geológicos que representan esta situación se pueden apreciar a continuación: