4.1.3. Geología y Sismicidad

000135
4.1.3 GEOLOGÍA
En este capítulo se describe las principales características geológicas del área de estudio,
resaltando el tipo de litología existente. Asimismo se describen los niveles de estabilidad frente a los
agentes de geodinámica externa, realizando una zonificación, lo cual favorecerá a la identificación
de áreas vulnerables durante la ejecución del proyecto.
Esta evaluación se desarrolla teniendo como base la información publicada por el Instituto
Geológico Minero y Metalúrgico - INGEMMET, la misma que fue verificada y actualizada durante la
etapa de campo, además mediante el análisis de laboratorio se evalúan las características
geotécnicas de los suelos existentes.
4.1.3.1
ESTRATIGRAFÍA
En esta sección se describe en forma resumida la columna estratigráfica del área en estudio, la cual
se halla conformada por depósitos inconsolidados del Cuaternario. A continuación en el
Cuadro 4.1.3-1 se detallan las características litológicas de estas unidades.
Cuadro 4.1.3-1 Columna estratigráfica
Era
Sistema
Serie
Holoceno
Cenozoica
Cuaternario
Pleistoceno
Unidad Estratigráfica
Depósito eólico del
holoceno
Depósito marino del
holoceno
Símbolo
Litología
Qh-e
Arenas eólicas de origen marino
Qh-ma
Depósito aluvial del
holoceno
Qh-al
Depósito marino del
pleistoceno
Qp-ma
Arenas, gravas finas y gruesas
sueltas
Arenas medias y gruesas,
cantos medianos y gravas finas
y gruesas
Arenas con horizontes salinos,
gravas finas y. gruesas, algo de
bolonería
A continuación se realiza una breve descripción de estas unidades y en el Mapa 4.1.3-1 se
representa la distribución de las unidades geológicas del área de estudio.
4.1.3.1.1 Depósito eólico del holoceno (Qh-e)
Son acumulaciones de arena depositados por el viento sobre las extensas planicies que conforman
la penillanura costera. Ocurren como mantos de arena de unos pocos metros de espesor o como
dunas tipo barján, aisladas, sobrepuestas o alineadas, en constante migración, describiendo
ondulaciones locales. Las arenas son de grano medio a grueso y de color gris oscuro por su
contenido de minerales ferromagnesianos o arenas finas cuarzosas de color más claro y de mayor
movilidad. En el área donde se desarrollará el proyecto, esta unidad litológica se desarrolla en la
extensa planicie, distribuida mayormente en la parte norte y este del área de estudio.
En el área existe una serie de depósitos eólicos, los más antiguos conforman extensos mantos de
arena de escaso espesor que no pasan de un metro de profundidad en las áreas de mayor
acumulación. Las arenas son de grano grueso y color gris oscuro, debido a su alto contenido de
Estudio de Impacto Ambiental y Social Proyecto Nitratos del Perú
4.1.3-1
000136
ferromagnesianos. Estos depósitos presentan generalmente, una superficie ondulada. En la
actualidad son estáticos o con poca movilidad y ocupan las partes planas del área de estudio.
Otro tipo de depósitos identificados en la zona durante la etapa de trabajo lo constituyen grandes
bancos de conchas de abanico y caparazones de otras especies marinas. Se encuentran
depositados cerca al litoral, próximos a las instalaciones de la nueva planta, formando
acumulaciones de una capa con un grosor de 0.5 a 2 m. En el mapa 4.1.3-1 se encuentra la
distribución de las unidades geológicas en el área de estudio.
4.1.3.1.2 Depósito marino del holoceno (Qh-ma)
A lo largo del litoral en el área de estudio, constituyendo terrazas marinas recientes con formas poco
definidas, se exponen depósitos cuaternarios marinos recientes. Su distribución está bastante
restringida mayormente en zonas cercanas a la bahía de Paracas y frente a la Planta de
Fraccionamiento.
Litológicamente están constituidos por bolones y gravas gruesas sueltas y en algunos sectores por
acumulaciones de arenas intercaladas con gravas redondeadas. Estos depósitos se ubican a lo
largo del litoral y son modelados por la acción marina. El grosor de estos depósitos varía de pocos
centímetros a varios metros, siendo los extremos internos de las bahías los lugares más propicios
para su emplazamiento. En el área de estudio estos depósitos abarcan los bordes próximos a la
carretera Pisco-Paracas.
4.1.3.1.3 Depósito aluvial del holoceno (Qh-al)
Son acumulaciones fluviales de materiales sueltos o poco consolidados de naturaleza heterogénea.
Están conformados por gravas gruesas redondeadas, cubiertas por una matriz areno-limosa, que se
depositaron durante el Holoceno. Se ha identificado en el sector norte del área, en dirección a la
ciudad de Pisco, con espesores medios, donde actualmente se desarrolla agricultura en pequeña
escala.
En el perfil litológico se han mapeado suelos gravosos de clastos redondeados y bien graduados. La
matriz es arenosa, medianamente densa y posee una litología muy heterogénea con 15 a 20% de
cantos y bolos de hasta 30 cm. Estos clastos fueron depositados por el cono de deyección del
antiguo cauce (paleocauce) del río Pisco, los cuales se encuentran próximos al área de estudio.
Según sondajes geofísicos efectuados en anteriores estudios (Elmer Martínez Gonzáles, 1981),
estos depósitos aluviales tienen grosores de 20 a 50 m en promedio y constituyen el acuífero donde
se almacena el agua subterránea explotada por las industrias y parceleros de la zona.
4.1.3.1.4 Depósito marino del pleistoceno (Qp-ma)
Ocupando gran parte del área de estudio, donde será implementada la nueva planta industrial, se
ha identificado un paquete subsuperficial conformado por bolonería y gravas gruesas inconsolidadas
envueltas en matriz mayormente arenosa y cementada por horizontes salinos (comúnmente
denominado caliche). Estos depósitos fueron acumulados durante el pleistoceno en contacto con la
formación Pisco, sin embargo el levantamiento rápido que tuvo en esta época la cordillera de la
costa, favoreció la estabilización de estos depósitos conformado grandes planicies cubiertas
superficialmente por depósitos eólicos discontinuos.
Estudio de Impacto Ambiental y Social Proyecto Nitratos del Perú
4.1.3-2
000137
En el perfil de las calicatas abiertas durante la verificación de campo, se pudo confirmar la poca
consolidación, definida mayormente por el alto contendido de material grueso redondeado,
determinando un alto grado de permeabilidad. Sin embargo para fines de cimentación puede
soportar determinada carga, si se considera la presencia de material lítico grueso con cierto nivel de
clasificación, pero se debe considerar asimismo la presencia de horizontes salinos.
Estudio de Impacto Ambiental y Social Proyecto Nitratos del Perú
4.1.3-3
370000
372000
PISCO
374000
SAN
EUSEBIO
a
SAN
ANDRÉS
LA YESERA
BELLAVISTA
PAMPA
DE OCAS
Qh-al
ISLAS
50
PEÑA
Qh-e
100
8478000
ICAN
ME R
RA P
ANA
75
EL ARENAL
Qh-e
COUSA
SIMBOLOGÍA
LAS
PALMAS
C-1
C-2
Capital de Distrito
Centro Poblado
8476000
Planta de
Fraccionamiento
LNG PLUSPETROL
CAR
P IS C
RET
ERA
CAR
SAN
HILARION
RE TE
O-PA
5
R AC
AS
A
10
Qh-al
LA PALMILLA
Muelle Austral
Zona Urbana
Zona industrial
PAMPLONA
Qp-ma
Aeropuerto
Red Vial
Vía Asfaltada
Vía Afirmada
ACEROS AREQUIPA
Muelle Sipesa
Trocha Carrozable
SANTA
BEATRIZ
Qh-e
Ruta TGP
Muelles
Límite Distrital
8474000
ca
AI
8474000
Qh-e
Relieve
Curvas de nivel
75
Zona de amortiguamiento
Área de Influencia Directa
Área de influencia Indirecta
Área de Influencia Marina Directa
8472000
8472000
C-2
8475474
362000
370953
Holoceno
PARACAS
364000
366000
368000
370000
APUPISTE
DE ANTILLA
LITOLOGÍA
Depósito eólico del holoceno
Qh-e
Qh-e
Arenas eólicas de origen marino
Depósito marino del holoceno
Qh-ma
Arenas, gravas finas y gruesas sueltas
Depósito aluvial del holoceno
Qh-al
Arenas medias y gruesas, cantos
medianos y gravas finas y gruesas
Qp-ma
Arenas con horizontes salinos, gravas
finas y gruesas, algo de boloneria
372000
374000
0.5
Escala 1:50,000
1
2
Km
Proyección UTM - Datum WGS 84, Zona 18 S
SÍMBOLO
Depósito marino del
pleistoceno
367488
0
ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL Y SOCIAL
PROYECTO NITRATOS DEL PERÚ
8470000
8475748
ACAS
CENOZOICO
Puntos de Muestreo de Geotecnia
IL LA-PAR
ERA SISTEMA SERIE UNIDAD ESTRATIGRÁFICA
Cuaternario
LEYENDA
8470000
Reserva Nacional de Paracas
LAS
PALMERAS
25
5
50
UNIDADES GEOLÓGICAS
CARRET
ERA PUNT
10
Áreas Natural Protegida
PARACAS
10
C-1
25
Batimetría
Curvas Batimétricas
Qh-ma
Este
380000
MAPA DE UBICACIÓN
EL BOSQUE
SANTA
MARIA
Muelle Tasa
Norte
ICA
Reserva Nacional Paracas
360000
MINSUR
Calicata
PARACAS
Qh-e
OCÉANO PACÍFICO
Coordenadas
PISCO
TUPAC AMARU INCA
HUMAY
SAN ANDRES
8480000
8480000
8478000
OCÉANO PACÍFICO
SAN
CLEMENTE
INDEPENDENCIA
PISCO
SANTA
LUISA
25
SAN LUIS
8476000
TUPAC
AMARU
INCA
380000
8460000
SAN ANDRÉS
A Lim
A Lim
a
8482000
SAN ANDRES
DEL VALLE
CASA
BLANCA
Qp-ma
360000
PAMPA
DE OCAS
PISCO
AEROPUERTO
000138
376000
8480000
368000
8460000
366000
8480000
364000
8482000
362000
376000
MAPA DE GEOLOGÍA
Y PUNTOS DE MUESTREO
Elaborado por:
Proyecto:
IND-1214
Fecha:
Diciembre, 2009
Mapa:
4.1.3-1
Fuente: Infomación Base Cartográfica - IGN, INEI, MTC. Actualización - Walsh Perú 2008
000139
4.1.3.2
SISMOTECTÓNICA REGIONAL
Localmente, la zona de estudio se ubica en una región de elevada actividad sísmica, donde se
puede esperar la ocurrencia de sismos de gran intensidad durante la vida del proyecto. La actividad
sísmica del área se relaciona con la subducción de la placa oceánica bajo la placa continental
sudamericana, la misma que se realiza con un desplazamiento aproximado del orden de diez
centímetros por año, ocasionando fricciones de la corteza, con la consiguiente liberación de energía
mediante sismos, los cuales son más violentos cuando menos profundos son en su origen. El área
de interés de este proyecto, según su posición litoral, resulta ubicada en una zona de alto riesgo
sísmico, tanto por la frecuencia de los movimientos, como por la severidad de ellos debido a su
ocurrencia a escasas profundidades de la corteza.
Las ondas sísmicas son especialmente sensibles y destructivas sobre acumulaciones eólicas. En
estos depósitos, las ondas podrían provocar aglutinación y compactación, en un proceso de
movimiento en masa llamado licuefacción de arenas, siempre en cuando se combinen con una
situación de poca cohesión del estrato, baja permeabilidad y baja densidad (que genera una alta
presión de poros).
4.1.3.2.1 Sismicidad histórica en el área
Silgado (1978) realizó la más importante descripción ordenada de la historia sísmica del Perú.
Desde el siglo XVI hasta el siglo XIX sólo se reportan los sismos sentidos en las principales
ciudades. Del análisis de la historia sísmica del área donde se desarrollará el proyecto, se observa
que la actividad sísmica está asociada principalmente al fenómeno de subducción de la placa de
Nazca y a la actividad tectónica en la zona continental. En la porción oceánica frente a las costas
del departamento de Ica, se observa un área de alta concentración de eventos sísmicos
superficiales, es decir con profundidad focal (hipocentro) menor a los 70 km. La Figura 4.1.3-1
muestra las intensidades macrosísmicas de la costa central del Perú y los Cuadros 4.1.3-2 y 4.1.3-3
presentan las características sísmicas y la relación entre intensidades y aceleración sísmica para la
costa central.
Estudio de Impacto Ambiental y Social Proyecto Nitratos del Perú
4.1.3-5
000140
Figura 4.1.3-1
Intensidades macrosísmicas de la región centro-occidental del Perú
Fuente INDECI
Estudio de Impacto Ambiental y Social Proyecto Nitratos del Perú
4.1.3-6
000141
La sismicidad tiene distintas repercusiones según el medio geológico que se trate, particularmente
en función de la naturaleza litológica y compactación de los materiales presentes en la zona
evaluada. En tal sentido cabe destacar que, considerando el alto nivel de riesgo sísmico de las
formaciones cuaternarias no consolidadas, son las acumulaciones eólicas y coluviales las más
inestables. La primera, porque una vibración sísmica de regular intensidad daría lugar al fenómeno
conocido como “liquefacción de arenas”, la misma que sería incluso de mayor gravedad si es que la
napa acuífera se hallara muy cerca de la superficie; las segundas, debido a su inclinación y poca
cohesión, además de que, por cubrir normalmente los macizos rocosos, sufren el efecto de la
refracción de las ondas sísmicas que estos ocasionan, incrementando la intensidad de las
sacudidas.
Cuadro 4.1.3-2
Características sísmicas de la costa central
Lugar de Análisis
Aceleración Máxima (g)*
Aceleración Efectiva (g)*
Aceleración (g)
Para el Análisis
Seudo-estático
0.45
0.44
0.43
0.44
0.43
0.44
0.50
0.34
0.33
0.32
0.33
0.32
0.33
0.39
0.22
0.22
0.22
0.22
0.22
0.22
0.22
ANCÓN (-77.16 – 11.75)
LURÍN (-76.82 – 12.21)
CHILCA (-76.67 – 12.44)
CAÑETE (-76.34 – 13.03
CHINCHA (-76.09 – 13.36
PISCO
ICA
(*) Para 475 años de período de retorno.
Cuadro 4.1.3-3
Relación entre intensidades y aceleraciones sísmicas para la costa central
Intensidad (Mm)
Aceleración (cm/seg2)
III
IV
V
VI
VII
VIII
4
8
25
140
460
488
Fuente: Berrocal (1974)
4.1.3.3
CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS
Con la finalidad de evaluar las características geotécnicas de los suelos en los diferentes horizontes
litológicos evaluados del área de estudio, se ejecutaron dos calicatas de las que se tomaron
muestras para ser analizadas en laboratorio. Los parámetros generales analizados son:
Clasificación de Suelos SUCS: Es un sistema que agrupa los suelos en tres grandes conjuntos,
los que a su vez se dividen en quince grupos que se designan por letras. Estos reflejan la magnitud
del límite líquido, la fracción textural predominante y el mejor o peor equilibrado de la curva
granulométrica investigada.
Límites de Atterberg: Son los límites utilizados para caracterizar los suelos en relación con la
plasticidad. De ellos, interesan los siguientes:
Estudio de Impacto Ambiental y Social Proyecto Nitratos del Perú
4.1.3-7
000142
•
Límite plástico (LP): Es el contenido de humedad en el cual el suelo cambia del estado
semisólido al estado plástico.
•
Límite Líquido (LL): Es el contenido de humedad al cual un suelo pasa del estado líquido a
uno plástico.
•
Índice de Plasticidad (IP): Es la diferencia numérica entre el límite líquido y el límite plástico,
indica la magnitud del intervalo de humedades en el cual un suelo posee consistencia plástica.
Resultados
La ubicación de las calicatas se detalla en el Cuadro 4.1.3-4. Asimismo, en el Mapa 4.1.3-1 se
encuentra su ubicación en el área de estudio.
Cuadro 4.1.3-4 Ubicación de calicatas
Calicata
C–1
C–1
C–2
Muestra
G -1 (horizonte medio)
G -1 (horizonte inferior)
G -2 (horizonte superior)
Prof.(m)
0.60-0.98
0.98-1.50
0.20-1.40
Coordenadas UTM
(WGS 84, 18L)
8 475,748
370,953
8 475,748
370,953
8 475,476
367,483
Fuente: Walsh Perú S.A.
Muestra G-1 (horizonte medio): Fue tomada en la calicata 1 cerca de Aceros Arequipa, con un
espesor de muestreo de 40 cm, corresponde a un horizonte de arenas gruesas bien clasificadas
color gris oscuro con cierto nivel de humedad y presencia de gravilla. Fue clasificada como suelos
SP-SM que indica la presencia de arenas medias a gruesas con baja compresibilidad y expansión;
la permeabilidad es buena y presenta baja resistencia a la cizalladura. Su capacidad portante es
baja a moderada.
Muestra G-1 (horizonte inferior): Se tomó sobre la misma calicata pero en un horizonte inferior,
tuvo un espesor de 50 cm, sobre un paquete de arenas finas con algo de limos y fuerte presencia de
humedad color pardo rojizo con presencia de óxidos de fierro. Fueron clasificados como suelos SM,
indicando una predominancia de arenas finas con baja compresibilidad y expansión, moderada
permeabilidad. Su capacidad de resistencia para obras es baja a regular.
Muestra G-2 (horizonte superior): Esta muestra fue tomada en la calicata 2, cerca de la planta de
fraccionamiento, tuvo un espesor de 1.20 m, sobre un paquete de material grueso con matriz
arenosa gruesa color pardo grisáceo. La muestra fue clasificada como suelos SP indicando la
presencia de arenas mal clasificadas con pocos elementos finos que pasan la malla 200. Presenta
una casi nula compresibilidad y expansión, con buen drenaje y alta permeabilidad. Debido al
contenido de material grueso presenta una buena resistencia a la cizalladura y muy baja
compresibilidad. Su capacidad de resistencia para obras es moderada. El Cuadro 4.1.3-5 muestra
los límites de consistencia de los suelos. Además, en el Anexo 3.1.3-1 se muestran los resultados
de laboratorio.
Estudio de Impacto Ambiental y Social Proyecto Nitratos del Perú
4.1.3-8
000143
Cuadro 4.1.3-5 Límites de Consistencia y Clasificación SUCS
LL (%)
LP (%)
IP (%)
Clasificación
SUCS
G-1(h. med.)
NP
NP
---
SP-SM
G-1(h. inf.)
NP
NP
---
SM
Arenas finas a medias
G-2(h. sup.)
NP
NP
---
SP
Arenas gruesas
Muestra
Nombre de Grupo
Arenas medias a gruesas
Fuente: Universidad Católica, Dpto. Ingeniería, octubre 2008 - LL = Límite Líquido, LP = Límite Plástico, IP = Índice Plástico.
4.1.3.4
GEOLOGÍA HISTÓRICA
La historia geológica de la región se inicia con la deposición en una cuenca oscilante localizada
entre la Cordillera de la Costa y las estribaciones andinas, de los materiales sedimentarios y
volcánico-sedimentarios del Jurásico y Cretáceo. Luego de esta etapa sedimentaria, ocurre durante
el cretáceo tardío el primer evento del ciclo geotectónico andino (fase Peruana) que levanta a
niveles moderados el bloque rocoso andino y con el cual se inicia la intrusión del batolito de la costa,
cuyos afloramientos sobresalen alrededor de la zona de estudio.
En tiempos terciarios y durante una etapa de transgresiones marinas, se depositan en una amplia
cubeta los sedimentos arenosos tobáceos que caracterizan la formación Pisco. La tercera y última
etapa del ciclo geotectónico andino (fase Quichuana), acaecida durante tiempos plio-pleistocenos,
pliega y levanta moderadamente el bloque rocoso de la vertiente occidental, conformándose el
relieve colinoso de las estribaciones andinas. Este levantamiento viene acompañado de una intensa
denudación y acelerada disección, lo que da lugar a que los ríos interandinos establezcan
definitivamente sus cursos, como es el caso del río Pisco. Correlativamente, se produce, como
consecuencia de las glaciaciones que afectan las partes más elevadas de la cordillera, un extenso
aluvionamiento en la planicie costera.
En tiempos modernos y en condiciones climáticas áridas se depositan los materiales eólicos y
aluviales que cubren esta parte de la costa y, posteriormente, un lento levantamiento neotectónico
localizado hacia la parte occidental de Ica, que configura amplias planicies donde sobresalen
considerables depósitos de origen marino.
4.1.3.5
GEOLOGÍA ECONÓMICA
Las condiciones físicas descritas en el área, conducen a estimar limitados niveles de potencial
económico con fines de explotación metálica y no metálica. Sin embargo, considerando la
importancia de depósitos inconsolidados que pueden ser aprovechados con fines de construcción
se puede mencionar importantes volúmenes de gravas, bolonería y arenas eólicas que deben ser
evaluadas.
4.1.3.5.1 Gravas y material grueso
En todo el ámbito del estudio y con una cobertura superficial de arenas eólicas, existe un
considerable potencial de gravas y bolonería de origen marino; están constituidos por litología
variada, predominando rocas de origen ígneo y metamórfico, posiblemente derivados de la erosión
de afloramientos correspondientes a la cordillera de la costa. En las calicatas abiertas se ha notado
una incipiente consolidación cementado con arenas sueltas y horizontes salinos con concentración
variada, siendo fácilmente aprovechables por su buena consistencia y accesibilidad.
Estudio de Impacto Ambiental y Social Proyecto Nitratos del Perú
4.1.3-9
000144
4.1.3.5.2 Arenas
Las arenas tienen mayor concentración hacia el sector norte y este del área. Se presentan formando
mantos discontinuos con orientación definida a favor de las corrientes de aire; tienen granulometría
media a gruesa y por encontrarse en zonas planas y de fácil acceso, pueden ser aprovechables
para la industria de la construcción.
Estudio de Impacto Ambiental y Social Proyecto Nitratos del Perú
4.1.3-10