sintesis de la geología sintesis de la geología de méxico

UNIVERSIDAD
MÉXICO
NACIONAL
AUTÓNOMA
DE
SINTESIS DE LA GEOLOGÍA
DE MÉXICO
Jornada Técnica: Túneles en México
Rolando de la Llata Romero
Barcelona, 07 de Junio de 2011
1
2
1
Ubicación de los Proyectos.
1. Carretera Durango-Mazatlán,
2. P.H. La Yesca,
3. Línea 12 del Metro y Túnel Emisor Oriente.
3
PROVINCIAS FISIOGRÁFICAS DE MÉXICO
Instituto Nacional de Estadística, Geografía e
Informática, Dirección General de Geografía,
(2005)
1
2
P í
Península
l de
d
Baja California
Llanura
Sonorense
Está
E
tá formada
f
d por la
l Cordillera
C dill
P i
Peninsular
l que atraviesa
t i
a los
l estados
t d
d Baja
de
B j California
C lif
i Norte
N t y Sur,
S
cuyo
núcleo de granito masivo aflora en el norte y queda sepultado hacia el sur, bajo materiales volcánicos.
Está formada fundamentalmente de sierras paralelas, de dirección nornoroeste a sursureste apartadas por
llanuras extensas de aluviones y más amplias hacia la costa.
Esta gr an cordillera montañosa se formó por el depósito de material volcánico durante el terciario a un escala
colosal con espesores que varían de 1500 a 1800 m. La actividad volcánica está compuesta principalmente
de roca acidas a intermedias.
3
Sierra Madre
Occidental
4
Sierras y
Llanuras de
Norteamérica
Consiste de una región árida y semiárida. Las sierras de esta provincia son bajas y abruptas con dirección
nornoroeste-sursureste, separadas por grandes llanuras con rellenos aluviales.
5
Sierra Madre
Oriental
Está compuesta fundamentalmente por rocas sedimentarias de origen marino. Esta secuencia están
constituidas de rocas Jurasicas y cretácicas deformada y plegadas a finales del Mesozoico y principios del
Terciario, donde predominan las calizas seguida de areniscas y lutitas.
4
2
PROVINCIAS FISIOGRÁFICAS DE MÉXICO
Instituto Nacional de Estadística Geografía e
Informática, Dirección General de Geografía,
(2005)
6
7
Gran Llanura de
Norteamérica
Llanura Costera
del Pacífico
8
Llanura Costera
del Golfo Norte
9
Mesa del Centro
10
Faja Volcánica
Transmexicana
,
p
g
y
Está constituida por una sucesión de llanuras y lomeríos. Las elevaciones del poniente presentan alturas
superiores a los 1 000 msnm. mientras que al oriente de más menos 500 m sobre el nivel del mar.
Consiste de una llanura costera angosta y alargada, cubierta por aluviones depositados por los ríos que bajan
Sierra Madre Occidental. Estos ríos han formado deltas en los litorales.
Presenta car acterísticas de una costa emergida, originada en el Cenozoico, en el noreste de la provincia
predominan lomeríos alternados con llanuras, en tanto que en el sur, se tienen valles y llanuras de
inundación.
Está provincia se distingue por extensas planicies, interrumpidas por sierras espaciadas, la mayoría de origen
volcánico. En las llanuras de mayor extensión, predominan los depósitos aluviales.
Esta provincia está constituida fundamentalmente de rocas volcánicas de todos tipos, acumulada durante las
etapas sucesivas de actividad volcánica, desde el inicio el oligoceno tempano (hace unos 35 millones de
años) hasta el presente.
5
PROVINCIAS FISIOGRÁFICAS DE MÉXICO
Instituto Nacional de Estadística Geografía e
Informática, Dirección General de Geografía,
(2005)
Está constituida de una gran plataforma calcárea de origen marino, que empezó a emerger aproximadamente
hace aproximadamente 13 millones de años, siendo la parte norte la más reciente.
Está compuesta por rocas de diferente naturaleza geológica. A esta provincia se le considera como la más
Sierra Madre del
12
completa pero menos conocida del país, donde las rocas intrusivas cristalinas, especialmente de granitos y
Sur
metamórficas.
Llanura Costera Esta provincia abarca las zonas costeras de los estados de Veracruz y Tabasco donde abundan suelos
13
del Golfo Sur aluviales potentes y donde se ubican los ríos más caudalosos de México que fluyen al Golfo de México.
Sierras de
Las Sierras de esta provincia están situadas en la zona norte del estado de Chiapas y Guatemala, y tocan
14
Chiapas y
una pequeña fracción del sur del estado de Tabasco, constituidas principalmente de calizas parecidas a las
Guatemala
de la Sierra Madre Oriental.
11
15
Península de
Yucatán
Cordillera
Esta provincia constituida por una cordillera se ubica principal en los países septentrionales de América
Centroamericana
Central, pero tiene una importante prolongación en el sur de México hacia la costa del Océano Pacifico.
6
3
7
PROVINCIAS GEOLÓGICAS DE MÉXICO
NÚMERO DE UNIDADES LITOLÓGICAS IDENTIFICADAS POR TIPO
LITOLÓGICO
Tipo de rocas
Subtotales
Total
Unidades Sedimentarias
34
Unidades Sedimentarias de Origen
Continentales
8
Unidades Sedimentarias de Origen
Mixto
8
Unidades Sedimentarias de Origen
Marino
18
34
Vulcano Sedimentarias
9
Volcánicas Continentales
3
Volcánicas Marinas
6
Volcánicas
Intrusivas
Metamórficas
•
9
12
12
10
10
11
11
Total
76
Afloran fundamentalmente rocas sedimentarias
(según Ortega-Gutiérrez et. al., 1992).
8
4
PROVINCIAS GEOLÓGICAS DE MÉXICO
NÚMERO DE UNIDADES LITOLÓGICAS IDENTIFICADAS POR EDAD
Cenozoico
33
Mesozoico
28
Paleozoico
10
Proterozoico
5
Total
76
•
El 80% del total de la 76 unidades se halla en el Cenozoico o Mesozoico, y solo el 7%
concierne al Precámbrico
•
Es decir, son relativamente jóvenes
(según Ortega-Gutiérrez et. al., 1992).
9
PROVINCIAS GEOLÓGICAS DE MÉXICO
Edad por Provincia Geológica
Origen Dominante de la Provincia
2
Plutónicas
6
Paleozoico
3
Volcánicas
5
Mesozoico
13
Sedimentos marinos
10
Cenozoico
16
Sedimentos Continentales
4
Vulcano Sedimentarios
5
Complejo
5
Total
35
Precámbrico
Mesozoico-Cenozoico
1
Total
35
•
En este otro análisis de provincias geológicas, también se demuestran la juventud
relativa de las provincias geológicas donde el 83% son del Cenozoico, Mesozoico,.
•
El 40% de rocas son sedimentarias.
•
Se observa que la otra mitad están de rocas está asociado a un ambiente de
choque de placas.
(según Ortega-Gutiérrez et. al., 1992).
10
5
11
SECCIONES GEOLÓGICAS
12
6
SECCIONES GEOLÓGICAS
13
ESTRUCTURAS Y PROVINCIAS NEOTECTÓNICAS DE MÉXICO
Limite de Placas (líneas gruesas)
Nombre de Placas (letras en mayúsculas)
Litosfera Oceánica (líneas inclinadas)
Cinturón Volcánico Transmexicano (TMVB)
Sistemas de Grabenes: Tepic (T)
Colima (CO)
Chapala (CP );
Bloque Jalisco (J)
Trazas Axiales de pliegues (líneas en el Golfo de México)
Golfo de Tehuatepec (GT)
Macizo de Chiapas (MC)
Depresión de El Caymán (CT)
Falla de Salina Cruz (SC)
Falla de Jocotán-Chameleón (J-C)
Falla de Motagua (M)
Falla Polochic (P)
14
7
GEOLOGÍA EN LA SIERRA MADRE OCCIDENTAL
• La provincia fisiográfica de la Sierra Madre
Occidental es una provincia volcánica que
se extiende desde la frontera de México con
Estados Unidos y hacia el sur hasta
intersecarse con la Faja Volcánico
Transmexicana; está limitada al oeste por el
Golfo de California y al este por la
d
denominada
i d Mesa
M
C t l
Central.
• Consiste de una de las provincias silícicas
más grandes del mundo.
• Cubre un área aproximada de 300,000 km2
• Está orientado al noroeste definiendo un
paralelismo con la costa del Océano
Pacifico.
• Consiste de un conjuntos ígneos que
conforman la Sierra Madre Occidental.
• La extensión de los conjuntos del CretácicoEoceno esta en parte inferida debido a la
extensa cubierta de las ignimbritas del
Oligoceno y Mioceno Temprano. (Ferrari et.
Al. 2005)
15
GEOLOGÍA EN LA SIERRA MADRE OCCIDENTAL
• Sección esquemática mostrando los
cambios en la geometría de la placa
Farallón a través del tiempo (según
Humphreys et. al., 2003).
• Clark et. al. (1979) complementan la
observaciones al modelo de Coney y
Reynolds (1977) y postulan la migración
de un arco magmático y la regresión de la
margen continental al Suroeste .en el
Mesozoico Tardío-Cenozoico hace 140
Ma, a lo largo de 1,600 km ancho, hacia
el este, hasta hace 40 Ma, y
posteriormente regresa oeste hace 15
Ma,..
• La migración del frente volcánico hacia la
trinchera durante el Oligoceno y Mioceno
está bien documentada, la mayor parte
de la extensión sucedió simultáneamente
a la subducción de la placa Farallón y a la
migración hacia el oeste del arco
volcánico.
16
8
Columna Geológica
de la carta F13-A37
Cópala, del Servicio
Geológico Mexicano
(1999).
17
GEOLOGÍA EN LA SIERRA MADRE OCCIDENTAL
Ubicación aproximada de las secciones A-A’ y B-B’ (Google Earth, 2011)
18
9
Riolitas
Fm. Metates
Súper Grupo
Volcánico Superior
Complejo
Volcánico Inferior
Secuencia Espinazo-El Salto
Escala
Secuencia Durango
Andesitas a Riolitas
Granodioritas
Edades Millones
de años
Sección esquemática la Sierra Madre Oriental entre Durango y Mazatlán obtenida a largo de la carretera Federal No. 40.
19
GEOLOGÍA EN LA SIERRA MADRE OCCIDENTAL
Secciones geológicas A-A’ y B-B’ de las cartas G13-11 Durango F13-1 Mazatlán, respectivamente.
Servicio Geológico Mexicano (1999).
20
10
GEOLOGÍA EN LA SIERRA MADRE OCCIDENTAL
Caldera Inferida
Zona de acomodo
con inversión de
basculamiento
Falla normal principal
Falla normal
Zona de basculamiento
al ENE
Zona de basculamiento
al WSW
Mapa tectónico de la parte centro de la Sierra Madre Occidental, se indica la
orientación y edad de la deformación extensional así como las fallas y calderas.
Ferrari et. al. 2005.
21
FAJA VOLCÁNICA TRANSMEXICANA
Ubicación de la Faja Volcánica Transmexicana (en gris), con las principales provincias geológicas de
México y las placas tectónicas actuales. También se muestra la localización de los tres sectores de
la FVTM.
22
11
GEOLOGÍA EN LA SIERRA MADRE OCCIDENTAL
Zona de acomodo
con inversión de
basculamiento
Flexura
Anticlinal
Extensional
Falla normal
Pliegue
sinclinal y
anticlinal
Falla
transcurrente
Zona de
basculamiento
al ENE
Zona de
basculamiento
al ENE
• Se indica la orientación y
edad de la deformación
extensional, así como los
principales dominios así
como
las
fallas
y
calderas. (Ferrari et. al.
2005).
• Durante el Oligoceno y el
Mioceno inferior la SMO
está
deformada
en
pliegues abiertos con
arreglo
escalonado,
pequeñas cabalgaduras y
fallas
• Estas estructuras están
distribuidas en una franja
de orientación WNW-ESE
en el límite de la SMO
con el bloque Jalisco.
• Los
pliegues
están
cortados
por
diques
máficos verticales de ~11
Ma (Damon et al., 1979).
23
110°
M
ES
O
G
O
O
CA
LI
F
.
CHA
M
EA
RT
DE
NO
LF
A
AN
IC
ER
20°
TEPIC
P.H.
EL CAJON
PLACA DE
RIVERA
GZ
La Yesca
CHSR
BJ
PL
AC
N
A
AC
PL
R
IF
T
20°
GUADALAJARA
GCH
Ubicación del proyecto La Yesca en el
marco tectono-estructural regional
(Garduño, et al. 1993).
GC
BM
A
PA
V. TANCITARO
GG
CI
FI
CO
TMA
15°
15°
PLACA DE COCOS
DORSAL DEL PACIFICO
ORIENTAL
105°
110°
Tomado de Garduño et. al., 1993
GZ.-Graben Zacoalco
GCH.-Graben de Chapala
GC.-Graben de Colima
GG.-Graben El Gordo
TMA.-Trinchera mesoamericana
BJ.-Bloque Jalisco
BM.-Bloque Michoacán
CHA.-C.H. Aguamilpa
CHSR.-C.H. Santa Rosa
0
50
100
250
Kilómetros
24
12
ÉPOCA
RECIENTE
PLEISTOCENO
ERA
PERÍODO
CUATERNARIO
COLUMNA GEOLÓGICA DE LA ZONA DE LA BOQUILLA
P. H. LA YESCA
NOMENCLATURA
Qap
Qal
Qdt
LITOLOGÍA
Aluvión, arenas pumicíticas y depósitos de talud.
Qlp.- Depósitos lacustres y pumicíticos poco consolidados.
Qlp
Qta
Qta.- Terrazas aluviales
Basalto vesicular amigdaloide y compacto.
Qb
Tm
mbr
ENO
PLIOCE
la secuencia volcánica
Toba riolítica lacustre
Toba vítrea desvitrificada
Qdd
TARDÍO
Ignimbrita riolítica
en la
l cima
i
d
dell B
Banco
Juanepanta se observa
una brecha con esta
composición.
Tmp-trl
Tmts
Qdd.- Intrusivo diabásico
Tda.- Diques y cuerpos intrusivos de andesita porfídica.
Tmid
Tqm.- Intrusivo cuarzo monzonítico
Tmid.- Ignimbrita dacítica porfídica masiva y en ocasiones
seudoestratificada.
Tmird.- Ignimbrita riodacítica fluidal.
Tmird
Tqm
Tgr
Tmtl
Tom-ata
Tmtl.- Toba lítica que subyace directamente a la dacita porfídica,
presenta seudoestratificación.
Tom-ata.- Andesita compacta masiva y seudoestratificada.
P E
TEM. TARDÍO
MIOCENO
TEMPRANO
Qdd
Tda
T
Tda
Tgr.- Pórfido riodacítico de grano medio
T E R C I A R I O
C E N O Z O I C O
Riolíta color rosado, se encuentra coronando
Tmp-r
PRECENO
ZOICO
Columna Geológica de la carta F13-D43
Hostotipaquillo, del Servicio Geológico Mexicano (1999).
Columna Geológica del P.H. La Yesca, según CFE.
25
26
13
27
Imagen satelital tomada de Google Earth a una altura 3.67 Km. donde se han marcado los fallas más
sobresalientes. Se han marcado las siguientes fallas en la margen derecha ID, 2D (La Rodilla),
3D(Murciélago), 4D, 4D, 5D, 6D, 7D, 8D (Sabanilla), 9D (Crucero-Pitayo), 10D, 11D (El Casquete 1),
12D (El Casquete 2) , 13D (La Esperanza), 14D, 15D, 16D, 17D (El Escalón), y 18D (Colapso Norte).
28
14
GEOLOGÍA EN LA FAJA VOLCÁNICA TRANSMEXICANA
•
Mapa geológico generalizado de la FVTM (modificado de Gómez-Tuena et. al., 2005).
•
La FVTM contiene grandes espesores y volúmenes de materiales ígneos extrusivos,
que fueron emplazados durante tres episodios volcánicos, desarrollados en el Eoceno,
Oligoceno y Mioceno temprano, separados por depósitos vulcanosedimentarios o por
discordancias.
29
Relación entre las principales sistemas de fallas del Mioceno-Cuaternario
y el volcanismo de la FVTM
TZR:
PV:
SPC:
AC:
SrPB:
SM:
CR:
FT:
Graben Tepic –Zacoalco
Graben de Puerto Vallarta
Graben San Pedro-Ceboruco
Semigraben de Amatlán de Cañas
Graben de Santa Rosa- Plan de Barrancas
Falla de San Marcos
Graben de Colima
Sistema de fallas Tamazula
ChR:
PI:
CHG:
PG:
Al:
MZ:
PT:
Graben de Chapala
Falla Pajacuarán-Ixtlán de los Hervores
Semigraben de Cotija
Graben de Penjamillo
Simigraben de Aljibes
Graben de Mezquital
Sistema de falla La Pera
30
15
Mapa tectónico generalizado del sistema de subducción mexicano (modificado de Pardo
y Suárez, 1995).
Los números separados por comas indican la edad de la corteza oceánica (en Ma) y la velocidad de convergencia
(en cm/a), respectivamente. Las curvas de nivel representan la profundizada de la placa oceánica ( la curva
segmentada es una inferencia). Una sección representativa de la corteza oceánica fue muestreada por el Deep
Sea Drilling Project en el sitio DSDP 487. Se incluye también como referencia algunos campos volcánicos
importantes: Campo volcánico de Los Tuxtlas , volcán Pico de Orizaba, volcán Popocatépetl, campo volcánico de
Chichinautzin, campo volcánico de Michoacán-Guanajuato (CVMG), volcán de Colima, campo volcánico de
Mascota, y volcán San Juan.
31
GEOLOGÍA EN LA FAJA VOLCÁNICA TRANSMEXICANA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Sierra de las Cruces- Monte Alto
Sierra Tepotzotlán
Sierra Tezontlalpan
Sierra de Pachuca
Sierra Singulucan
Sierra Nevada- Rio Frío
Si
Sierra
Chi hi
Chichinautzin
t i
Sierra Patlachique
Cerro Chiconautla
Sierra de Guadalupe
Sierra de las Pitayas
Sierra de Santa Catarina
Sierra de Calpulalpan
Bosquejo de los elementos morfológicos más importantes de la cuenca de México dentro de la
FVTM (en Santoyo-Villa et al. (2005)
32
16
33
34
17
a) Configuración de las líneas de igual profundidades de la cima del basamento mesozoico de la
Cuenca de México, obtenidas con datos de pozos y líneas sísmicas de reflexión. b) Secciones
geológicas (Tomado de Perez-Cruz (1988).
35
Unidades litológicas identificadas en los pozos profundos de la cuenca de México (Secretaria de
Hacienda y Crédito Público; Pérez Cruz, 1988). Las rocas más antiguas identificadas en estos
sondeos, corresponden a calizas cretácicas observadas en los pozos de Tulyehualco I, y Mixhuca I,
pertenecientes probablemente a la formaciones Morelos , Cuautla y Mexcala. El mayor espesor en
las sedimentos lacustres se observan en los pozos Texcoco I, y Tulyehualco I, que corresponden a
las subcuencas de Texcoco y de Chalco respectivamente. (según y modificada de Rodriguez–
Chávez (2003).
36
18
37
Secuencia Pleistocénica debajo de la Ciudad de México (en Santoyo-Villa, et al., 2005).
38
19
GEOLOGÍA EN LA FAJA VOLCÁNICA TRANSMEXICANA
Secciones de la Cuenca de México, A) sección en dirección N-S, B) sección en dirección E-W.
(en Santoyo-Villa, et al., 2005).
39
Superficie de la mancha urbana, Cuenca de México (Méndez Sánchez, 2003 en Santoyo-Villa, et
al., 2005)
40
20
41
Transiciones típicas
42
21
Condiciones de frontera que generan grietas
43
Muchas Gracias
[email protected]
44
22