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COMISION DE LAS COMUNIDADES EUROPEAS DGVIII/5
Rue de la Loi 200 B 1049 Bruxelles
INGEOMINAS Diagonal 53 N° 34-53 - Bogota - Colombia
— - " - ' " *
PROGRAMA DE RECONSTRUCCION EN COLOMBIA
MICROZONIFICACIONSISMOGEOTECNICA DE LA CIUDAD DE POPAYAN
(PROYECTO NA 84/03)
Informe intermediario
Deciembre 1989 R 30594
ENV4S90
PR93610A0804
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIERES Département Environnement et Risques
B.P. 6009 - 45060 ORLÉANS CEDEX 2 - Francia -Tel. : (33) 38.64.34.34
ADK/KS 106,Themistocleousstr.-10681 ATHENES-Grecia-Tel. : 360.39.11
INDICE GENERAL
Page
PREAMBULO 1
1. OBJETO Y CONTENIDO DEL INFORME INTERMEDIO 2
1.1. Avance de los estudios 2
1.2. Revision del cronograme de intervenciones 2
1.3. Programa de adestramiento y de formacion tecnica
de especialistas colombianos 3
2. AVANCE DE LOS ESTUDIOS. RESULTADOS SINTETICOS 5
2.1. Introduccion 5
2.1.1. Inicion del jaroyecto 5
2.1.2. Acciones paralelas 6
2.2. Estado de los estudios por especialidades 8
A - Sismicidad historica e instrumental 8
B - Neotectonica 9
C - Geologia de Popayan 9
D - Programa de investigaciones geotecnicas de Popayan 9
E - Riesgo sismico y respuesta dinamica del suelo 10
F - Vulnerabilidad de las construcciones de Popayan 10
G - Informe final 11
3. NUEVO CRONOGRAMA DE INTERVENCIONES. MODIFICACIONES QUE
IMPLICA EN EL CONVENIO 11
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A : Sismicidad historica e instrumental
ANEXO B : Neotectonica régional y local
ANEXO C : Geologia de Popayan
ANEXO D : Geotecnia de Popayan
ANEXO E : Amenata sismica y respuesto de suelos
ANEXO F : Vulnerabilidad de las estructuras de Popayan
ANEXO G : Programa de formacion y adestramiento de los
profesionales colombianos. Costos.
1
PREAMBULO
Este informe ha sido realizado por el Dr. P. MOUROUX, con la
colaboraciôn del Dr. A. ESPINOSA y de los especialistas de las diferen-
tes disciplinas:
A: Sismicidad histôrica e instrumental.
Dr. A. ESPINOSA
A. MOLANO
B: Neotectônica régional y local.
Dr. G. PARIS
W. MARIN
H. VERGARA
B. SAURET
C: Geologia de POPAYAN
Dr. A. ORREGO
M. JAMES
A. AGUDELO
J.L. BLES
D: Programa de investigaciones geotécnicos de POPAYAN
Dr. A. STAMATOPOULOS
E: Riesgo sismico y respuesta dinâmica del suelo.
Dr. A. SARRIA
D. PAPASTAMATIOU
F: Vulnerabilidad de las construcciones de POPAYAN.
Dr. L. VELASCO
o
1 - OBJETO Y CONTENIDO DEL INFORME INTERMEDIARE
Como se indica en los términos del contratô del proyecto n° N'A
84/03 sobre la microzonificaciôn sismogeotécnica y vulnerabilidad de la
ciudad de POPAYAN, el objeto del informe intermediario del 5e mes
desarrolla a los puntos siguientes:
1.1 - Avance de los estudios
Una evaluaciôn del desarrollo de cada una de las fases del estudio,
con los problemas que han podido eventualmente plantearse y con una
descripciôn de lo que queda por realizar para cada una de las tareas.
Cada tarea da lugar a un resumen en la présente parte central del
informe y a un anâlisis mâs detallado presentado en anexo, para las
intervenciones que estén bien avanzadas:
A: Sismicidad histôrica e instrumental
B: Neotectônica régional y local
C: Geologia de POPAYAN
D: Programa de investigaciones geotécnico de POPAYAN
E: Riesgo sismico y respuesta dinâmica del suelo
F: Vulnerabilidad de las construcciones de POPAYAN
1.2 - Révision del cronograma de intervenciones
Un nuevo cronograma de las intervenciones ha sido elaborado tras
discusiôn y acuerdo entre las diferentes partes, a pedido expreso de
INGEOMINAS y bajo la supervision de las autoridades colombianas. Este
nuevo cronograma se adjunta a continuaciôn (cuadro 1). Toma en cuenta
las intervenciones efectivamente realizadas hasta el 15 de noviembre de
CUADRO I : CRONOGRAMAS DE INTERVENCIONES PARA LA MICROZONIFICACION DE POPAYAN
CRONOGRAMA DE INTERVENCIONES EUROPEAS
JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC 1990 MAR ABR MAY JUN JUL AGO
i SEP OCT NOV DIC COL. EU.
AGO 88,
MISIONES EXPLORATORIAS CONFERENCIAS TALLERES ASESOR GENERAL JEFE DE PROYECTO
SISMOLOGO
NEOTECTONICO
GEOLOGO
GEOTECNICO
INGENIERO DINAMICA DE SUELOS
INGENIERO PARASISMICO INGENIERO EN PLANES DE PREPARACION
ASESOR GENERAL
JEFE DE PROYECTO
AG088 EUROPEO
ABR 89
SEHINARIO TALLER
t POPAYAN
TALLER CON EL REPRESENTANTE DE LA CCE EN AMERICA DEL SUR
. _ _ ! _
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-H 1.5 1.0*
I- — 3.5
1.0
3.5
3.0
2.0
1.25
0.5
0
5.0
2.5
2.5
2.5
2.0
1.25
1.0
0.25
CRONOGRAMA DE INTERVENCIONES COLOMBIANAS
JEFE DE PROYECTO SISMOLOGOS (2)
NEOTECTONICOS (3)
GEOLOGOS (3)
GEOTECNICO (1)
SISMOLOGOS (2) (AMENAZA)
INGENIEROS (2) DINAMICA DE SUELOS
INGENIEROS (3) PARASISMICOS (VULNERABILIDAD)
INGENIERO PARASISMICO (INFORME FINAL)
VUL
-\ EN COLOMBIA
* dont 0.25 - 0.50 MARIA OR.
INF FINAL
INF FINAL
I 1 EN EUROPA
3
1989 y las previsiones de trabajo solicitadas de acuerdo con INGEOMINAS
para el cumplimiento del proyecto.
El plazo de realizaciôn del conjunto del proyecto ha sido alargado:
los colombianos han debido revisarlo, tomando en cuenta las realidades
operacionales intemacionales (problema de retraso de los giros entre
Europa e INGEOMINAS) y locales (problemas de contratos de mercados de
sondeos, de pruebas in situ, de geofisica, de pruebas de laboratorio,
plazos de licitaciones y problemas administratives diversos).
Por lo demâs, los nuevos plazos de intervenciôn de los especia-
listas europeos en relaciôn con el contrato inicial se deben esencial-
mente a problemas de capacitaciôn realizados al inicio del proyecto a
pedido de la parte colombiana y, en gênerai, a una limitaciôn demasiado
grande de la intervenciôn de los especialistas europeos en los términos
de referencia de la licitaciôn, como se indico a la ocasiôn de la misiôn
exploratoria de los doctores Ph. MASURE y P. MOUROUX, de acuerdo con la
parte colombiana (cabe observar en particular la ausencia inexplicable
de un geôlogo y de un geotéenico para los problemas relacionados con la
ciudad misma de POPAYAN).
Se observarâ por lo demâs que el nuevo cronograma prevé la reali
zaciôn de un taller de trabajo entre todos los equipos europeos y
colombianos, con participaciôn del représentante de la comunidad europea
en America Latina, y eventualmente de los responsables de Bruxelas. Este
taller ha sido juzgado indispensable por todos los especialistas. Podrâ
llevarse a cabo durante las 2a y 3a semanas del mes de marzo de 1990, en
un periodo fundamental, situado en el centro del proyecto (pasaje entre
la sintesis de los datos geolôgicos y geotéenicos y la definiciôn de los
movimientos sismicos de referencia, para lograr las recomendaciones en
materia de construcciôn y refuerzo parasismicos).
1.3- Programa de adestramiento y de formacién téenica de especialistas
colombianos
Unas primeras proposiciones habian sido enviadas a la Comision de
las Comunidades Europeas en septiembre de 1989, referentes a un programa
4
de capacitacion de los profesionales colombianos en Europa y en
Colombia, en el marco del estudio evocado en el objeto. El programa
propuesto esta nuevaraente concebido para considerar les parimeras obras
realizadas, en acuerdo entre las partes colombianas y europeas, y es el
siguiente :
1.1. En Europa (Francia y Grecia)
A) CAPACITACION EN GEOTECNICA
Duraciôn : 1 Ingeniero Colombiano por dos (2) meses
Lugar : Grecia-ADR/KS : Atenas
B) CAPACITACION EN EXPLOTACION DE NUEVOS HODELOS DINAHICOS
Duraciôn : 2 Ingenieros Colombianos por très (3) meses
Lugar : Francia-BRGM : Orléans
C) CAPACITACION EN BANCO DE DATOS DE SISMICIDAD HISTORICA
Duraciôn : 1 Ingeniero Colombiano por 1/5 mes
Lugar : Francia-BRGM : Orléans
D) CAPACITACION EN NEOTECTONICA
Duraciôn : 1 Ingeniero Colombiano por dos (2) meses
Lugar : Francia-BRGM : Orléans y Marsella
1.2. En Colombia
A) CAPACITACION Y TRANSFERENCIA DE TECNOLOGIA EN NEOTECTONICA
Duraciôn : 1 Ingeniero Europeo por 2 meses
Lugar : Ingeominas : Popayan-Bogota
5
B) CAPACITACION Y TRANSFERENCIA DE TECNOLOGIA EN SISKOLOGIA APLICADA
Duraciôn : 1 Ingeniero Europeo por 1 mes
Lugar : Ingeominas : Popayan-Bogota
C) CAPACITACION Y TRANSFERENCIA DE TECNOLOGIA EN GEOTECNICA INCLYUENDO
DINAHICA DE SUELOS
Duraciôn : In Ingeniero Europeo por 1 mes
Lugar : Ingeominas : Popayan-Bogota
Las proposiciones tecnicas y financieras estan presentados en el
Anexo G de acuerdo a lo sometido a la CCE con el informe mensual del mes
de agosto de 1989.
2 - AVANCE DE LOS ESTUDIOS. RESULTADOS SINTETICOS
2.1 - Introducciôn
2.1.1. INICIO DEL PROYECTO
El estudio de microzonificaciôn sismogeotécnica y de vulnerabilidad
de la ciudad de POPAYAN, parte del programa de reconstrucciôn en Colom-
bia, pudo empezar efectivamente el 11 de junio de 1989; por la misiôn de
los especialistas europeos, neotécnico (Dr. B. SAURET), geôlogo (Dr.
J.L. BLES) y geotécnico (Dr. A. STAMATOPOULOS), que fue condicionada por
el giro de la primera parte del financiamiento de INGEOMINAS. Al mismo
tiempo se iniciaron los trabajos realizados por la parte colombiana
respecto a la sismicidad histôrica e instrumental (Dr. A. ESPINOSA) y a
la vulnerabilidad (Dr. L. VELASCO), como se definiô durante la misiôn
europea exploratoria del mes de abril de 1989.
Para el conjunto de las disciplinas précédentes, los estudios
pudieron desarrollarse normalmente, hasta el final del mes de octubre,
6
en lo que refiere a las investigaciones de base. Sin embargo, las
diferentes campanas de investigaciôn in situ (sondeos, ensayos, geofi-
sica y excavaciones) no pudieron comenzar como previsto a inicios del
mes de agosto de 1989, por razones puramente administrativas colom-
bianas. La campana de sondeo se iniciô entonces el 23 de octubre de
1989, y la geofisica (sismica refracciôn) el 6 de noviembre de 1989,
durante la 2a misiôn de los especialistas europeos.
2.1.2. ACCIONES PARALELAS
En el contexto del estudio y paralelamente a este, se realizaron
diferentes acciones paralelas que no estaban individualizadas en el
contrato:
a) misiones exploratorias
Debido al retrazo del inicio de los programas, se realizaron dos
misiones exploratorias:
- del 25 de agosto al 3 de septiembre de 1988, por el Dr. Ph. MASURE
y el Dr. P. MOUROUX :
Los principales aspectos analizados con les responsables de
INGEOMINAS fueron los siguientes:
. organizaciôn del estudio
. objeto, contenido y definiciôn de las tareas-cronogramas
. evaluaciôn de los costos directos de INGEOMINAS
. gestion financiera en Colombia, programa y costos
provisionales.
- del 3 al 15 de abril de 1989, por el Dr. P. MOUROUX :
7
Esta misiôn ténia como objetivo garantizar la transiciôn con el
inicio efectivo de los trabajos, tomando en cuenta los retrasos de
financiamiento de la parte colombiana (informe del 18 de mayo de
1989). Permitiô esencialmente revisar el contenido técnico de cada
una de las fases del estudio. Todos los responsables colombianos
fueron entrevistados en presencia del Jefe de proyecto de la parte
colombiana, el Dr. A. ESPINOSA. Todos los participantes en cada una
de las fases fueron designados; la duraciôn de las fases fue
redefinida, El conjunto del proyecto fue resumido por fase con
algunos acondicionamientos menores. Se reconfirmô también por la
parte colombiana la necesidad de emprender un programa de capaci-
taciôn y de intercambio de tecnologia, tal como se habia conside-
rado en la misiôn précédente.
b) Misiôn de asesoria geotécnico para la reconstrucciôn del sector de
la Maria Oriente (por el Dr. Philippe MASURE)
En el contexto de la misiôn exploratoria del Dr. Ph. MASURE, del
mes de agosto de 1989, la DG VIII/5 pidiô que se realice una evaluaciôn
râpida de los problemas geotécnicos que podrian afectar el programa de
reconstrucciôn del sector de la Maria Oriente.
El Dr. Ph. MASURE présenté sus primeras conclusiones a los repré
sentantes barriales durante una réunion efectuada en el Centro Social de
la Maria Oriente, en presencia del représentante del C.R.C., el Inge-
niero B.A. SALAZAR, del asistente técnico de VAVAROUTAS, Ing.
J. ALEXIOU, y del Jefe de la Division de geologia ambiental de
INGEOMINAS, el Dr. A. RODRIGUEZ.
Un informe especifico fue redactado, dando recomendaciones para
asegurar las condiciones de reconstrucciôn del sector. En base de estas
conclusiones, los especialistas europeos y colombianos pudieron inter
venir durante la primera misiôn de junio-julio 1989 para proseguir las
investigaciones y presentar las recomendaciones intermedias en un
informe realizado en septiembre de 1989 por INGEOMINAS (M. JAMES,
A. RREGO y A. AGUDELO, con la colaboraciôn del Dr. Jean-Louis BLES).
8
c) Participaciôn de los especialistas europeos a seminarios
especializados organizados por INGEOMINAS,
En el contexto de las misiones de los especialistas del proyecto,
INGEOMINAS solicité su participaciôn en las conferencias siguientes:
• comparaciôn entre los sismos de ARMENIA-URSS (1988) y el de POPAYAN
(1983) en SENA de POPAYAN, por el Dr. P. MOUROUX, el 11 de abril de
1989.
• Seminario-taller sobre desastres naturales
Este seminario latino-americano fue organizado por el Dr. A.
ESPINOSA (INGEOMINAS). Se llevô a cabo del 1" al 4 de noviembre de
1989 en POPAYAN. Su programa se présenta a continuaciôn. Todos los
especialistas europeos y colombianos del proyecto intervinieron,
sea en el contexto del proyecto de microzonificaciôn mismo, o en el
contexto del proyecto suizo GERSCO cuyos objetivos son, a mâs largo
plazo, el estudio del riesgo sismico en la région de CAUCA.
2.2 - Estado de avance de los estudios por especialidades
La misiôn europea del quinto mes (inicios del mes de noviembre de
1989), dirigida por el Dr. Philippe MASURE, permitiô revisar definiti-
vamente los programas con los directores del proyecto, Dr. P. MOUROUX et
Dr. Armando ESPINOZA.
Dos reuniones técnicas de sintesis fueron también organizadas con
todos les especialistas europeos y colombianos en Popayan, los 2 y 10 de
noviembre. La sintesis de las presentaciones esta presentada en lo que
sigue y el detalle se encuentra en los anexos del présente informe.
A - SISMICIDAD HISTORICA E INSTRUMENTAL
El estado de desarrollo se présenta en el anexo A, por el
Dr. A. EPINOSA y A. MOLANO. En gênerai, esta disciplina ha integrado la
metodologia y la informaciôn del proyecto de sismicidad histôrica del
Suroeste de Colombia, comenzado por INGEOMINAS en 1987, en el contexto
9
de un convenio con la confederaciôn Suiza (proyecto GERSCO) y ha podido
desarrollar un importante trabajo de complementacion y de sintesis. En
la actualidad (novierabre de 1989), se dispone de un catâlogo de sismici-
dad histôrica para el periodo 1550-1850, que se présenta en el anexo A.
El informe final esta previsto para el fin del mes de marzo de 1990.
B - NEOTECTONICA
El estado de desarrollo se présenta en anexo B, por los Drs. G.
PARIS, W. MARIN y H. VERGARA y el Dr. B. SAURET. El estudio ha sido
comenzado efectivamente con la venida de este ûltimo a POPAYAN en junio
de 1989, acompanado del Dr. J.L. BLES. Ha integrado también las informa-
ciones del proyecto GERSCO (Ver arriba en el punto A.) y les ha comple-
mentado y precizado en la région proxima a la ciudad de Popayan. La
conclusion de este estudio sera retrazado en el tiempo debido a las
dificultades de realizaciôn de las excavaciones y de la campana geofi-
sica, por problemas puramente administratives colombianos (ley de
licitaciones). El informe final esta previsto para el fin del mes de
marzo de 1990.
C - GEOLOGIA DE POPAYAN
El estado de desarrollo se présenta en el anexo C, por los
Drs. A. ORREGO, M. JAMES, A. AGUDBLO y J.L. BLES. El estudio comenzô
efectivamente con la venida de este ûltimo a POPAYAN en junio de 1989.
Como es el caso para la neotectonica, este estudio sera retrazado en el
tiempo debido a dificultades de realizaciôn de los sondeos, por proble
mas puramente administratives. El informe final geologico esta previsto
para fines del mes de marzo de 1990.
D - PROGRAMA DE INVESTIGACIONES GEOTECNICAS DE POPAYAN
El estado de avance se présenta en anexo D por el Dr. A. STAMATO-
POULOS. El estudio fue iniciado efectivamente con la venida de
10
este ûltimo a POPAYAN, en junio de 1989.También sera desplazado en el
tiempo debido a los retrazos de realizaciôn de los sondeos y las pruebas
in situ y de laboratorio, por problemas puramente administratives. El
informe final esta previsto para el 15 de mayo de 1990.
E - RIESGO SISMICO Y RESPUESTA DINAMICA DEL SUELO
El estudio no ha podido comenzar, como estaba previsto, puesto que
no han sido terminados el balance de sismicidad, el anâlisis sismotec-
tônico, los estudios geolôgicos y geotéenicos en la ciudad de POPAYAN.
Sin embargo, a partir de los primeros resultados y de las discusiones
que se desarrollaron en particular con los Drs. A. SARRIA,
A. STAMAT0P0UL0S y D. PAPASTAMATIOU, las bases del trabajo que deberâ
ser realizado han sido dadas en una nota del 7 de noviembre de 1989 del
Dr. A. SARRIA, en anexo E, intitulada "Lineamientos générales sobre el
trabajo de la amplificaciôn del subsuelo en Popayan". El estudio del
riesgo sismico y de la respuesta dinamica de los suelos sera realizado
en mayo y junio de 1990.
F - VULNERABILIDAD DE LAS CONSTRUCCIONES DE POPAYAN
El estado de desarrollo se présenta en el anexo F, por el Dr.
L. VELASCO. En la actualidad (noviembre de 1989), el estudio ya esta
muy avanzado. Se basa en una evaluaciôn de la vulnerabilidad obtenida a
partir de una clasificaciôn en très tipos de construcciôn, del parâmetro
de vulnerabilidad sismico bâsico (Pv), del parâmetro de altura (Pb) y
del factor de sismicidad gênerai (Fg). Se preve que el Prof. TASSIOS
vendra en POPAYAN entre el 16 y el 31 de noviembre de 1989. El estudio
debe ser terminado al final del mes de diciembre de 1989. Sera integrado
en el capitulo de recomendaciones en materia de construcciôn o de
refuerzo parasismico en el informe final.
11
G - INFORME FINAL
Sera redactado por el Dr. A. SARRIA y sus colaboradores, en base a
los informes especificos, en estrecha relaciôn con los jefes de proyec-
to, los Drs. A. ESPINOSA y P. MOUROUX y bajo la supervision de los
Doctores Antonio RODRIGUEZ y Philippe MASURE. Esta previsto terminarlo
al final de mes de septiembre de 1990.
3 - NUEVO CRONOGRAMA DE INTERVENCIONES REVISADQ EN BASE A LAS
RECOMENDACIONES DE INGEOMINAS. MODIFICACIONES QUE IMPLICA EN EL CONVENIO
ENTRE LA COMISION DE LAS COMUNIDADES EUROPEAS Y EL GRUPO BRGM/ADK/KS
Tomando en cuenta los datos de los capitulos précédentes y en
particular los problemas reconocidos por las autoridades colombianas,
desde la misiôn exploratoria de los Drs. Ph. MASURE y P. MOUROUX a fines
de agosto de 1988, respecto a la reducida participaciôn de los especia-
listas europeos para llevar a cabo su colaboraciôn en la realizaciôn del
estudio, e incluso la ausencia de ciertos especialistas (geologia y
geotécnia de la ciudad de POPAYAN, en particular) ; dados también los
pedidos por parte de los especialistas colombianos y de INGEOMINAS
respecto a la intervenciôn de los especialistas europeos para la reali
zaciôn del programa de estudios segûn el programa presentado en el
pârrafo 1.2, indicamos en el cuadro 2 a continuaciôn las modificaciones
en los tiempos de intervenciôn de los diferentes especialistas europeos
acordados con las autoridades colombianas.
Las principales modificaciones consiguientes en los tiempos de
intervenciôn de los especialistas europeos son las siguientes :
12
CUADRO 2. MODIFICACIONES EN LOS TIEMPOS DE INTERVENCIÔN
ESPECIALISTA
Jefe- de proyecto (P. HOUROUX) + Assessor gênerai (P. HASURE)
Dinanica de suelos (PAPASTAHATIOU)
Estudios de recons-trucion (ÏASIOS)
Neotectonica (B. SAURET) y Geologia (J.L. BLES)
Sisnologia (P. EODEFROY)
Educacion/ Preparacion (KERIASIS)
Geotecnia (STAHATOPOULOS)
TOTALES
TIEHPO PREVISTO EN NESES
COLOHBIA
4
1
0,5
1
0,25
1
0
7,75
EUROPA
4
2
1,25
1
1
1
0
10,25
TIEHPO PEDIDO POR COLOHBIA
COLOHBIA
3 1
1,25
0,5
3,5 3
1
0
EUROPA
5 1
1,25
1
2,5 2,5
2,5
0,25
i i
2 ! 2 | i
|
15,25 | 18
DIFFERENCIA
COLOHBIA
0
+ 0,25
0
• 5,5
• 0,75
- 1
• 2
• 7.5
EUROPA
+ 2
- 0,75
- 0,25
• 4
+ 1,5
- 0,75
• 2
• 7,75
Como se puede notar, los complementos de intervenciones pedidos por
las autoridades colombianas corresponden esencialrnente a la necessidad
de intervencion de dos expecialistas "olvidados" en los términos de
referencia elaborados por Colombia en la segunda fase de licitacion, o
sea :
- 1 especialista de alto nivel en geologia estructural :
. + 5,5 meses en Colombia
13
. + 4 meses en Europa
- 1 especialista de alto nivel en geotecnia y mecanica de suelos :
. + 2 meses en Colombia
. + 2 meses en Europa
y la necessidad de intervencion ademada del sismologo :
. + 0,75 meses en Colombia
. + 1,5 mes en Europa.
Para terminar, cabe notar la intervencion especifica de los Dres
Masure y Mouroux en la zone de la Maria Oriente para dar las recomenda-
ciones ademadas para la reconstruccion de la zona. Eso représente en
total 1 mes suplementario en Colombia.
ANNEXO A
SISMICIDAD HISTORICA
E INSTRUMENTAL
Armando ESPINOSA B .
Alberto MOLANO
PROYECTO MICROZONIFICACION SISMOGEOTECTONICA DE POPAYAN Sismicidad histôrica del àrea de Popayân
Armando Espinosa B. Alberto Molano
INGEOMINAS - Popayén
METODDLDGIA.
El subproyecto de sismicidad histôrica en el ârea ha benefi-ciado de la metodologia y de la informaciôn de un proyecto de Sismicidad histôrica del Suroccidente de Colombia, adelantado por INGEOMINAS desde 1987 dentro del marco del convenio con la Con-federaciôn Suiza para el estudio de riesgo sismico del Val le del Cauca (Proyecto GERSCO). Las bases metodolôgicas estén planteadas en varios trabajos principalmente: Espinosa A., 1989, Hacia un nuevo catélogo colombiano de sismicidad histôrica, V Conqreso colombiano de geologia, Bucaramanga (en prensa) y Espinosa, A., Wagner, J.J., 1989, Contribution to a new catalogue of historical seismicity of Colombia (en preparaciôn).
BANCO DE DATOS.
Un banco de datos de sismicidad histôrica fue propuesto por A. Espinosa (1988) (ver anexo No. 2 ) . Toda la informaciôn reco-qida dentro del proyecto Microzonificaciôn fue procesada con el mencionado banco de datos, completando asi, para la zona de Popayan, la informaciôn disponible en elproyecto GERSCO.
INVESTIGACIONES ESPECIFICAS EN EL AREA DE POPAYAN.
La actividad principal dentro del proyecto fue la bûsqueda detallada de informaciôn sobre la sismicidad histôrica de esta ciudad. Para tal efecto, se conformé un grupo de très personas a saber: Margarita Bucheli (estudiante de Ingenieria de minas), Pablo Aguilar (estudiante de Ingenieria civil) y Alberto tiolano (Tecnôlogo en ingenieria de minas), encargadas de la bûsqueda, recopilaciôn, transcripciôn y anâlisis de la informaciôn rela-cionada con la actividad sismica pasada.
El trabajo se concentré en la sede del Archivo histôrico "José Maria Arboleda", perteneciente a al Universidad del Cauca. La bûsqueda de informaciôn se encaminô hacia el material de prensa, teniendo en cuenta que los documentos de archivo (época colonial) ya habian sido consultados para el proyecto GERSCO. Se laborô en jornadas complétas de 8 horas por dia durante el periodo comprendido entre el 28 de junio y el 28 de julio del présente ano, obteniéndose resultados muy satisfactorios como los que a continuaciôn se enuncian:
1. Confirmaciûn o reprobaciôn de datos. 2. Adquisiciôn de nueva informaciôn (fotocopias y transcrip-
ciôn d irecta). 3. Complementaciôn de la informaciôn pxistente. 4. Mayor confiabi1idad en la calidad de las fuentes informa-
tivas. 5. Conocimiento del nivel de informaciôn del periodismo cau-
cano, principalmente, a través de los anos.
Del documente» anexo a este informe (ver anexo No. 3) se puede inferir lo siguiente:
1. Se revisaron un total de 29 fuentes documentaies, una de las cuales corresponde a un indice de registros historicos.
2. Veinte de las fuentes son de origen payanés y ocho de origen bogotano.
3. El impreso de data mâs antigua es Gaceta de Colombia de Bogota (1834 enero 4) y el mes reciente es El Espectador publi-cado en la misma ciudad (1986 julio 28).
4. El documente con mayores volumenes publicados es Gaceta de la Nueva Granada (11 vols.).
Hasta ahora se ha interpretado la informaciôn del periodo 1550 - 1850. Se présenta un catalogo de sismicidad histôrica de la zona, que cubre el periodo mencionado (ver anexo No. 1).
ANEXOS:
NO. 1: GERSCO. Catélogo sismicidad histôrica, para las coordenadas: 0.20 S. - 6.25 N. y 74.50 W - 79.00 W.
No. 2: GERSCO. Propuesta de un banco de datos de sismicidad histôrica.
No. 3: Lista de documentos revisados en el Archivo central del Cauca "José Maria Arboleda" de Popayan.
2
GERSCO
PROPUESTA DE UN BANCO DE DATOS DE SISMICIDAD HISTORICA
Armando Espinosa B. INGEOMINAS - Popayàn
INTRODUCCION
En un estudio como el de la Sismicidad Histôrica del Surocci-dente Colombiano, el banco de datos es una pieza clave de la investigaciôn, pues de êl dépende en buena parte la calidad del catélogo, objetivo principal del trabajo.
Un banco de datos de sismicidad histôrica debe llenar, ademés de los requerimientos de todo buen banco de datos, aquellos pro-pios del tema y del tipo de informaciôn encontrada en la région estudiada. En el caso particular del Suroccidente Colombiano, las particularidades de los problemas de sismicidad histôrica ya fueron planteadas en un trabajo anterior (Espinosa, 1988). El problema del banco de datos se reduce entonces a adaptar la estructura de este a las condiciones del estudio. De una manera gênerai, se debe insistir en el trabajo sistemético en la bûsqueda de informaciôn y en el rigor en el anélisis de esta. Sobre estas bases se ha disenado una estructura de banco de datos, tratando de que sea adecuada para almacenar la informaciôn disponible hasta ahora, y bastante flexible para adaptarse a las modificaciones que lôgicamente tienen que presentarse a medida que el volumen de informaciôn y su anélisis vayan progresando.
PLANTEAMIENTOS METODOLOGICOS BASICOS
Los estudios de la sismicidad histôrica colombiana son rela-tivamente bastante numerosos. No obstante, quedan aûn muchos cam-pos en los cuales se deben hacer contribuciones fundamentales. Varias de ellos han sido senalados y comentados en trabajos ante-riores (Espinosa, 1986, 1988). Los principales son: a) la bûsqueda de nueva informaciôn b) un nueva anélisis detallado de la informaciôn existente para corregir errores de los catâlogos anteriores c) la determinaciôn de intensidades con base en escalas adecuadas d) la elaboraciôn de una compilaciôn bibliogréfica actualizada.
.Quizés el aspecto mas importante en los trabajos futures sea el anélisis adecuado de la informaciôn. Es ciertamente en las deficiencias de anélisis donde se han originado los problemas esenciales de la sismicidad histôrica colombiana. Distinguir los eventos sismicos de los volcénicos, determinar intensidades sufi-cientemente confiables, resolver problemas de fecha, reconocer eventos precursores y réplicas, son estas algunas de las mes importantes tareas actuales. Los ejemplos son numerosisimos, en los cuales una interpretaciôn apresurada de datos, con frecuencia
insuficientes, * ha llevado a conclusiones errôneas, por no decir risibles en algunos casos. Baste citar el sismo de 1566. Sobre la base de unas cuantas palabras encontradas en un documente del Archivo de Popayan, que mencionan reparaciones de la Casa Real por danos causados por un sismo, todos los catalogos senalan danos graves en Popayan y Cali, intensidad en el area epicentral, y un epicentro localizado con coordenadas geogréficas précisas.
Los futuros catalogos de sismicidad histôrica deben estar basados en"informaciôn confiable y suficiente. Existe aùn dema-siada informaciôn en archivos histôricos, libros, revistas, periôdicos, etc. , que debe ser aprovechada. Su confiabi1idad, al igual que la de la informaciôn disponible actualmente, debe ser analizada y calificada. La interpretaciôn, en términos de intensidades y mapas de isosistas solo debe hacerse cuando la cantidad de datos sea juzgada suficiente. Para la determinaciôn de intensidades es aconsejable utilizar las escalas modernas, adaptandolas a las condiciones locales. Finalmente, es necesario calificar la confiabi1idad de los resultados obtenidos. Los plan-teamientos metodolôgicos anteriores son la base sobre la cual se ha propuesto el banco de datos que se describe a continuaciôn.
DESCRIPCION DE UN REG1STR0 TIPO
Para la descripciôn del banco de datos procederemos utili-zando el registro tipo, completado cou un ejemplo. Este sera el sismo de Popayan en 1566.
El programa dBASE III PLUS résulta ser un buen instrumento para el manejo de datos de sismicidad, habiendo ya sido utilizado en muchos casos. El banco se construye a través de un registro tipo, creado por el utilizaor. El registro contiene un cierto numéro de campos, a cada uno de los cuales se asigna un nombre y un numéro determinado de espacios. Existen 4 modos: alfabético, numérico, fecha, y mémo, segûn que los datos consistan en palabras, cifras, mes - dia - ano, o textos de cierta extension.
El registro tipo creado para nuestro estudio es el siguiente:
Campa Significado No espacios Modo Numéro Numéro 4 Alfabético Fecha Fecha 10 Fecha Hora Hora 7 Alfabético Conffecha Confiabi1idad de
la fecha Epicsup Epicentro supuesto 20 Alfabético Refers Referencias Mémo Lugobs Lugar de observaciôn 30 Alfabético Latlugob Latitud del lugar 7 Numérico Lonqlugob Longitud del lugar 7 Numérico Influgobs Informaciones del Mémo
lugar Analinf Analisis de la in- Mémo
formaciôn
d
Confinlo "Conf iabi 1 idad de la 3 Alfabético informaciôn del lugar
Intlugob Intensidad en el lugar 5 Alfabético Contint Confiabilidad de la 15 Alfabético
intensidad Epicdet Epicentrci determinado 20 Alfabético Latepicdet Latitud del Epicdet 7 Numérico Longepidet Longitud del Epicdet 7 Numérico
"NUMERO : numéro de orden, segûn ordenamiento cronolôgico.
FECHA: fecha del sismo. Ejemplo: 1566 (mes y dia desconoci-dos ) .
HORA: hora del sismo. Ejemplo: desconocida.
CONFFECHA: confiabi1idad de la fecha. Cifra de 1 a 10. Ejemplo: 8
EPICSUP: epicentro supuesto, segûn catàlogos existentes. Ejemplo: Santander (Ce).
REFERS: lista de referencias. Se relacionan aqui 1 os autores que se han referido al sismo, sin ningûn dato adicional, senalando cuando citan a otros autores. Ejemplo:
- Ramirez (1975). Cita a Arroyo (1907) y Aragon (1941) - Velasco (1970). Cita al Atlas de Economia Colombiana (1959) - Sebastien (1965). - Manzano Ricci (1985). - Archivo Central del Cauca, Popayàn.
LUGOBS: lugar de observaciôn. Localidad de donde se tienen datos sobre el sismo. Ejemplo: Popayàn.
LATLUGOBS: latitud del lugar de observaciôn.
LONGLUGOB: longitud del lugar de observaciôn.
INFLUGOB: informaciones del lugar de informaciôn. Se trans-criben textuaimente, sin ninguna interpretaciôn, los textos de los autores sePialados en REFERS. Ejemplo:
- Ramirez (1975), p. 65: 1566.- Los anales patrios registran esta primera sacudida
colombiana en la région de Popayâ y Cali y la describen asi Arroyo y Aragon. El primero dice:
"En este mismo afin los pueblos de la Provincia de Popayàn sufrieron dos déstructuras calamidadades. Uno de esos movimientos seismicos tan frecuentes en estas regiones volcénicas de los Andes, se sintiô por vez primera después de la Conquista. Los pocos edificios que empezaban a construirse de tapia y teja, vinieron a tierra tanto en Cali coma en Popayàn y gracias a ser
3
el resto cubiërto de paja, no quedô totalmente arruinada la ciu-dad... No sabemos el mes en que sucediô este terremoto; apenas hay dato del ano, por la partida del libro de tesoreria en que aparece se paga en 1567 las refacciones de la Casa Real arruinada con el terremoto del ano pasado." (p.275).
El segundo la complementa: "El primera de que hay noticia fue el de 1566, que destruyô
las pocas edificaciones de tapia y teja que existian, quedando en pie solamente las de paja. Coincidiô este terremoto con el apare-cimiento en el Nuevo Reino de la pavorosa epidemia de la viruela, que tantos estragos hizo, especialmente entre la raza indigena. Pueblos hubo -dice don Jaime Arroyo - que quedaron completamente desolados."(p. 148).
- Velasco (1970) anota que " el Atlas de Economia Colombiana situa el epicentro en Santander de Guilichao."
- Sebastien (1965): "El primer sismo que se tiene menciôn ocurriô en 1566"
- Manzano Ricci (1985): "... en 1566 fue sacudida por un fuerte sismo que destrozô
las edificaciones de teja y tapia que existian tanto en la ciudad como en los alrededores..." (p. 5 ) .
- Archivo Central del Cauca, Libro Primero de Libramientos de la Real Hacienda, folio 125. Hay algunas lineas poco legibles, en las cuales se entiende ".... arruinada del temblor ano de 1566."
ANALINF: anélisis de la informaciôn. Conclusiones sobre la informaciôn, después de confrontar todos los datos disponibles. Ejemplo: la ûnica fuente es Arroyo (1907) de quien todos los demés autores transcriben los datos. Este a su vez los toma del Archivo Histôrico de Popayén. Solo hay datos de un lugar, Popayén, y no son suficientes.
CDNFINFLO: confiabi1idad de la informaciôn. Nota de 1 a 10, seqûn la confiabi1idad. Ejemplo: 8.
INTLUGOB: intensidad determinada en el lugar de observacion. En nuestro ejemplo: Intensidad no determinable,
CONFINT: confiabi1idad de INTLUGOB. Cifra de 1 a 10.
EPICDET: epicentro determinado, con base en mapa de isosis-tas. Ejemplo: no determinable.
LATEPICDET: latitud de EPICDET.
LONGEPIDET: longitud de EPICDET.
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DISCUSION
Vale la pena plantear los principales méritos e inconve-nientes que en el modelo propuesto se han detectado hasta ahora. La principal ventaja, y quizâs un elemento nuevo dentro de este tipo de estudios, es la posibilidad que el registre ofrece de calificar, no solo la informaciôn disponible sino los anâlisis que de ella se hagan. Gracias a los campos Conffecha, Confinflo, y Confint, los utilizadores del banco pueden conocer la confiab-ilidad de la fecha, de la informaciôn relativa al lugar de obser-vaciôn, y de la intensidad determinada. Esto permite seleccionar los datos que estén por debajo de un cierto nivel de confiabili-dad, para reevaluarlos o completarlos en el futuro. Otro aspecro positivo es que el banco de datos obliga a mantener una lista de referencias actualizada, la cual en el futuro sera anexada de alguna manera al banco. Esto evitarâ que se repitan esfuerzos buscando informaciôn que ya esta disponible. También, gracias al campo Influgobs, el banco contiene toda la informaciôn disponible para cada evento, transcrita textualmente y no interpretada. Finalmente, tanto el epicentro supuesto como el epicentro deter-minado figuran con sus coordenadas geogrâficas, lo cual facili-tarâ la elaboraciôn de mapas en computador.
Entre los inconvenientes encontrados hasta ahora esta el hecho de que un evento puede tener un gran numéro de reegistros, segûn la cantidad de sitios de observaciôn. Lo anterior hace que la informaciôn de algunos campos se deba repetir tantas veces como registros haya para cada evento. Esto obliga también a ela-borar para cada sismo un registro - maestro, en el cual se debe resumir la informaciôn gênerai esencial; el listado de registros - maestro seré el catélogo de sismicidad histôrica.
Se esta estudiando la necesidad de anadir una calificaciôn para la cantidad de informaciôn. En efecto, no basta que la informaciôn sea confiable sino que también debe ser suficiente para evaluar un sismo. En el caso del sismo de 1566, es claro que estamos ante informaciôn confiable pero no suficiente.
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LISTA DE DOCUMENTOS REVISADOS EN EL ARCHIVO CENTRAL DEL CAUCA JOSE MARIA ARBOLEDA DE POPAYAN
1) Batalla, Periôdico. Bogota. - Nos. 1 a 39. Desde: 1944 Diciembre a 1945 Octubre. 1 tomo.
2) Claridad, Semanario. Popayân. - Nos. 1 a 105. Desde: 1936 Mayo 14 a 1938 Mayo 12. 1 tomo.
3) La Paz, Semanario. Popayân: - Nos. 1 a 177. Desde: 1904 Diciembre 31 a 1907 Diciembre 27. 1 tomo.
- Nos. 178 a 366 Desde: 1908 Febrero a 1914 Octubre. 1 tomo.
4) Gaceta de Colombia, Periôdico. Bogota. - Nos. 220 a 324. Desde: 1826 Enero a 1827 Diciembre. 1 tomo.
- Nos. 116 a 219. Desde: 1824 Enero 4 a 1825 Diciembre 25. 1 tomo.
- Nos. 840 a 941. Desde: 1847 Enero 3 a 1847 Diciembre 30. 1 tomo.
5) El Trabajo, Interdiario. Popayân. - Nos. 1284 a 1360 Desde: 1929 Septiembre a 1930 Mayo. 1 tomo.
- Nos. 1214 a 1283 Desde: 1929 Marzo a 1929 Septiembre. 1 tomo.
6) El Espectador, Periôdico. Bogota, 1986 Julio 28. Revista: "Asi es Colombia. Los terremotos."
7) Opiniones, Bisemanario. Popayân. - Nos. 2 a 187. Desde: 1914 Octubre a 1918 Mayo. 1 tomo.
- Nos. 188 a 226. Desde: 1919 Noviembre a 1920 Septiembre. 1 tomo.
8) Mundo al Dîa, Periôdico. Bogota. - Nos. 499 a 1097. Desde: 1925 a 1927. 1 tomo.
- Nos. 932 a 981. Desde: 1927 Marzo a 1927 Abril. 1 tomo.
- Nos. 733 a 782. Desde: 1926 Julio a 1926 Agosto. 1 tomo.
- Nos. 458 a 732. Desde: 1925 Julio a 1926 Junio. 1 tomo.
- Nos. 982 a 1031. Desde: 1927 Mayo a 1927 Junio. 1 tomo.
- Nos. 1083 a 1133. Desde: 1927 Septiembre a 1927 Octubre. 1 tomo.
- Nos. 820, 2098, 2799, 2843 y 3121. Comprenden: 1926 Octubre, 1931 Enero, 1933 Mayo, 1933 Julio y 1937 Febrero.
9) Crônica de la Universidad del Cauca. Popayan. - Nos. 3, 4 y 5. Ediciôn especial.
10) Occidente Colombiano, Bisemanario. Popayân. - Nos. 1 a 50.
Desde: 1935 Julio a 1936 Julio. 1 tomo.
- Nos. 51 a 100. Desde: 1936 Julio a 1937 Mayo. 1 tomo.
11) El Universitario, Periôdico. Popayan. - No. 300, 1967 Noviembre.
- No. 537, 1977 Noviembre.
12) El Escolar, Periôdico. Popayân, 1876. - Nos. 52 a 61.
MICROZONIFICACION 2
13) Informatïvo del Cauca, Periôdico. Popayén. - Nos. 18 a 41.
Desde: 1977 Febrero a 1977 Diciembre. 1 tomo.
14) Futuro, Gaceta quincenal. Popayân. - Nos. 2 y 3.
De3de: 1949 Octubre a 1949 Septiembre.
15) Reflector, Periôdico. Popayén, 1968 Julio, No. 3.
16) El Corneta, Periôdico. Popayân. - Nos. 1 a 121. Desde: 1912 Enero a 1915 Abril. 1 tomo.
17) La Union Conservadora, Semanario. Popayân. - Nos. 37 a 72.
Desde: 1916 Agosto a 1917 Agosto.
- Nos. 109 a 144. Desde: 1919 Febrero a 1920 Marzo.
- Nos. 73 a 108. Desde: 1917 ? a 1919 ?.
- Nos. 1 a 36. Desde: 1915 Octubre a 1916 Julio.
- Nos. 326 a 400. Desde: 1924 Agosto a 1925 Octubre.
- Nos. 145 a 200. Desde: 1920 Marzo a 1922 Junio.
- Nos. 201 a 250. Desde: 1922 Junio a 1923 Julio.
- Nos. 469 a 493. Desde: 1928 Marzo a 1929 Junio.
- Nos. 251 a 325. Desde: 1923 Julio a 1924 Agosto.
18) Universidad, Periôdico de la Universidad del Cauca. Popayân, 1968 a 1969.
19) Boletin Informativo de la Universidad del Cauca. Popayân, 1957.
«
20) Vanguardia liceista, Periôdico. Popayân, 1962.
21) Vanguardia, Periôdico. Popayân, 1968 a 1969.
MICROZONIFICACION 3
22) Claustrb, Periôdico de la Universidad del Cauca. Popayân, 1967 a 1970.
23) Pregones Universitarios, Periôdico de la Universidad del Cauca. Popayân, 1956.
24) Arco Iris, Periôdico (ICOUC). Popayân, 1979.
25) Gaceta Oficial, Periôdico. Bogota. - Nos. 1302 a 1463.
Desde: 1852 Enero a 1852 Diciembre.
- Nos. 942 a 1018. Desde 1848 Enero 2 a 1848 Diciembre 24.
- Nos. 1021 a 1093. Desde 1849 Enero 7 a 1849 Diciembre 30.
26) Registro Oficial. Periôdico. Bogota. - Nos. 831 a 963. Desde: 1867 Enero a 1867 Junio.
27) El Nacional, Periôdico. Bogota. - Nos. 1 a 90. Desde: 1866 Julio a 1866 Diciembre.
28) La Colonia, Indice. Tomo 4 (1939). Contiene: Eclesiâstico, Judicial, Militar y Particular.
29) Gaceta de la Nueva Granada, Periôdico. Bogota. - Nos. 5 a 116. Desde 1832 Enero 15 a 1833 Diciembre 15.
- Nos. 67 a ? Desde 1833 Enero 6 a 1834 Diciembre 28.
- Nos. 119 a 222. Desde 1834 Enero 5 a 1835 Diciembre 27.
- Nos. 223 a 329. Desde 1836 Enero 3 a 1837 Diciembre 31.
- Nos. 171 a 222. Desde 1835 Enero 4 a 1835 Diciembre 27.
- Nos. 330 a 433. Desde 1838 Enero 7 a 1839 Diciembre 29.
- Nos. 434 a 537. Desde 1840 Enero 5 a 1841 Diciembre 26.
- Nos. 538 a 660. Desde 1842 Enero 2 a 1843 Diciembre 31.
MICROZONIFICACION 4
- Nos. 661 a Desde 1844
- Nos. 721 a Desde 1845
- Nos. 840 a Desde 1847
720. Enero 7 a 1844
839. Enero 5 a 1846
941. Enero 3 a 1847
Diciembre 29.
Diciembre 27.
Diciembre 30.
MICROZONIFICACION 5
l.'atalogo £i.Emic idad Historica
d V t é è - 6.fe5 N y 74.5»
EPIC. DET. EPIC. DET.
nonneHiatorica
- 6.25 M v 74.50 H - 79.fl6 W
17104:10-180
-1825703 182H
2014:30:001 : M p
5 06:00:00
20 14:00:00
30 21:00:0014
PaR»- N o .'09/B9
Catalogo Sismicidad Historicaoordenadag: 6.20 S - 6.25 N y_ 74.50 W '- 79.63
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T—ZLFT,
ANEXO B
NEOTECTONICA REGIONAL
Y LOCAL
W . MARIN G . PARIS B . SADRET
H . VERGARA
NEOTECTONICA
1. OBJETIVO
En el marco del proyecto de Microzonificacion de la ciudad de Popayan, el cbjetivo del estudio neotectonico es:
- primero: a nivel régional y al nivel local de Popayan, precisar la geometria y la actividad de las fallas que afectan la corteza terrestre de este sector de los Andes
- segundo: determinar el campo de esfuerzos mas reciente con el fin de compararlo con el campo de esfuerzos actual y poder determinar el po3ibl"e movimiento de una o varias fallas en el campo cercano a la ciudad
2. FALLAS ACTIVAS
Conviene recordar que el Sur Occidente de Colombia esta enmarcado dentro de la tectonica convergente entre "a plaça de Nazca y el bloque Andino y esta caracterizado por dc-c sistemas principales de fallas régionales de direccion pred- ••linante NNE-SSW cuya longitud sobrepasa los mil kilomètres.
Estos dos sistemas son l'os de Romeral y Cauca-Patia. El primer sistema corre a lo largo de la cordillera Central. En las cercanias de Popayan, la fallas mas destacadas son la3 del Crucero, Popayan, Pueblillo, El Placer, Rosas-Julumito y La Tetilla.
El segundo sistema corre paraielo a la cordillera Occidental.
Cabe destacar que estos sistemas, Romeral y Cauca-Patia tienen una historia antigua (zona de sutura del Cretaceo inferior y del Terciario inferior respectivamente) y limitan la depresion interandina donde se han acumulado sedimentos desde el Terciario. Ademas existe un sistema de fallas NW-3E a E-W en la zona de esta depresion, el cual esta representado cerca de Popayan por las fallas de Rio Hondo, Terres y Puente Julumito.
Numerosas deformaciones recientes han sido reconocida3 en varios tramos de la mayoria de estas fallas, constituyendo pruebas de su. actividad actual.
1
El reconocimiento de campo llevado a cabo en Junio/89 permitio comprobar evidencias de deformacione3 en los terrenos del Plei3toceno Medio a superior: fallas inversas en el area de Cali-Santander de Quilichao (Palmira, Florida, Caloto), y fallas normales en el sur ( Rio Juanambu, Remolinos).
Las observaciones geomorfologicas permiten evidenciar en particular lomos de presion, silletas de falla, facetas triangulares y trapézoïdales, filos desplazados, que no se pudieron estudiar en detalle.
Se esta preparando un mapa a escalà 1:509.000 y ya se puede decir que se tienen prueba3 de actividad a lo largo de los dos si3temas mayores, Romeral y Cauca-Patia. •
A nivel local de la ciudad de Popayan, tambien existen pruebas o indicios de deformaciones recientes en particular sobre las fallas de El Crucero, Piendamo, Popayan y Cauca-Almaguer.
Se esta preparando un mapa neotectonico' a escala 1:50.000. Con este objetivo, el primer paso ha sido un ^studio fotogeologico de todos los alineamientos.
Las fallas del area de Julumito fueron e?:;udiadas en particular por ser consideradas como responsables del sismo de 1983. Se hizo un levantamiento geomorfologico muy preciso ( 1:10.000) de este sector, con el fin de ubicar una trinchera.
Una hipotesis de trabajo que debe ser comprcbada es el pcsible represamiento de los depositos de la subcuenca de Popayan por falla inversa segun un esquema clasico. (Este esquema podria ser mas claro al sur de Popayan y al oeste de Timbio).
3. MICROTECTONICA
En forma simultanea con el estudio tectonico y geomorfologico de las fallas, se llevo a cabo un estudio micrct?ctonico de las formaciones recientes (Galecn, Popayan, flu.jos. terrazas y nivelés de cenizas).
o
•A la fechà de elaboracion del présente informe se han estudiado 30 estaciones, en su mayoria por Ingeominas (o sea un total de mas de 500 medidas de inicrofallas y estrias). 10 estaciones han sido procesada3 por computadora (portatil) Zenith, segun los programas Geos y Careylu.
Con los primeros datos, tre3 episodios de deformacion han sido identificados en el area de Popayan, los cuales se pueden resumir asi:
- compresion E-W de edad aproximadamente Plioceno superior
- distension NE-SW durante gran parte del Cuaternario
- compresion ENE-WSW durante el Cuaternario reciente
A nivel teorico se nota que este tipo de evolucion reciente del campo de esfuerzos (alternancia de episodios de compresion y distension) ha sido evidenciado mas al sur en la cordillera de los Andes, en particular en Peru. En estas regiones y en varios arcos insulares, se formulo la hipotesi3 de que los episodios compresivos podrian ser debidos a variacior. es de las velocidades de la subduccion.
A nivel practico, se nota que el campo de esfuerzos compresivo reciente, concuerda muy bien con el campo de esfuerzos compresivo actual, deducido de los mecanismos focales de la parte norte de los Andes, y en particular de les p.ropuestos para el evento de 19B3 y de sus replicas.
Por lo tanto, en conclusion se pueden hacer consideraciones précisas en torno al juego actual de las fallas.
- las fallas del 3i3tema Romeral NNE a SSW actuan como fallas dextrales con una componente inversa probable.
- las fallas NW-SE (Torres por ejemplo) deben actuar cemo fallas sinextrales, con un posible cemportamiento inverso.
- las fallas E-W pedrinn actuar cemo fallas normales
3
4. TRABAJO FUTURO
4.1 ESTUDIO DE LAS FALLAS ACTIVAS
Al nivel régional y al nivel local se debe : a) seçîuir el reconocimiento fotogeologico y de campo, b) precisar er. cada punto el valor de prueba o solo de indicio de las deformaciones recientes conocidas (con el uso de las fichas y mapeo geomorfolcgico local si es necesario).
Por fin se llegara a dos mapas de fallas activas para el Cuaternario reciente y la epoca actual: régional (1:599.000) y local (1:50.000).
4.2 MÎCROTECTONICA
Seguir tcrr.ando datos pero con el afan de precisar: a) la cronolcgia 'le ios episodios distensivos y compresivos, b) las caracteristicac; del campo de esfuerzos lo mas reciente.
Si es posible evidenciar una evolucion p-recida a la de Popayan mas al norte y mas al sur.
A lo largo de las fallas ccrr.probar les jv. /os supuesto3 (dibujos de afloramientos y cor.f iguracion de escarres)
Efectuar comparaciones con los levantamientos tepegraficos nacionales.
4.3 TRIMCHERA
Terminar el estudio preliminar y esperar loz- dat-ss de neofisica en cada sitio (Tl, T2 y T3).
Estudiar el Cuaternario de Timbio y su posible represainie.ito
Julumito y San îsidro se acuerda con Ir.?ocrr.ir.a3 empesar las excavaciones con aviso del BRGM
Torres: puede empe^ar pero esrerando el verar.c y lccali~arla en el escarpe.
4
4.4 RECOMENDACIONES
Para tener un conocimier.to r.2s précise de la evolucion de los camp03 de esfuerzo3 recientes, se r.ecesita un numéro mayor de dataciones que las previatas para las. trincheras.
Corno actividad futura 3e hac? necer-ario un estudio teorico con trabajo de campo de la .çreomorfolcçtia ar.dina en este r.edio amblente tropical de la zona ..-ercr.na y adyacer.te a Popayan, y tambien de la3 formacicr.es superficiales recientes agua3 arriba y aguas abajo en el rio Cauca, en la zona cercana a Popayan."
5
MINISTERIO DE MINAS Y ENERGIA INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES GEOLOGICO MINERAS
INGEOMINAS
NEOTECTONICA Y MICROTECTONICA EN LOS ALREDEDORES DE POPAYAN DEPARTAMENTO DEL CAUCA, COLOMBIA
- INFORME DE AVANCE-
POR
GABRIEL PARIS, WALTER MARIN Y HEYLEY VERGARA
NOVIEMBRE 9 DE 1.989
1
1. INTRODUCCION
El objetivo del présente trabajo es determinar el mas reciente campo de esfuerzos con el fin de compararlo con el campo de esfuerzos actual, y poder determinar el posible movimiento de una o varias falias en la sona de Popayan, y que puedan ser causa de amenaza sismica, cuya area de interes principal se muestra en la figura 1.
La metodologia utilizada consistio en un reconocimiento régional de las principales fallas que mostraban en el terreno evidencias morfologicas de actividad reciente, esta informacion se compile-en un mapa a escala 1:500.000 donde se muestra las principales fallas de los sistemas de Romeral y Cali-Patia, con los segmentos posiblemente activos. Igual metodologia se siguio para identificar los rasgos neotectonicos en el area vecina a Popayan, en un radio aproximado de 30 kms cuya informacion se compilo en un mapa a escala 1:50.000. Los sectores de mayor importancia se levantaron a escala detallada de 1:10.000. En todos estos casos la fotointerpretacion de cada falla fue un paso fundamental en la indentificacion de la posible actividad.
Los principales rasgos geomorfologicos que se identificaron son escarpes de falla, con diferente grado de degradacion, corrientes alineadas, facetas triangulares o trapezoidales por lo gênerai degradadas, aluviones confinados, silletas alineadas tanto de manera longitudinal como lateralmente, flexiones convexas del terreno y alineamientos de corrientes de agua. Gran parte de estos rasgos fueron verificados en el terreno y comprobados con las estaciones de microtectonica.
Teniendo en cuenta la estratigrafia de la Formacion Popayan que abarca desde el Plioceno hasta el Cuaternario reciente se realizaron numerosas estaciones de microtectonica donde se ha medido la actitud (direccion y buzamiento) de los pianos de ruptura con la posicion de las estrias. En cada estacion se tomaron entre 10 y 25 medidas. Esta informacion se sintetizo de manera practica en una ficha para ser archivada y procesada en computador. Un ejemplo de ella se ilustra en el anexo 1.
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Trabajos anteriores de este tipo no se han realizado hasta el momento en la zona, y se puede decir que es primero de ellos que se lleva a cabo en Colombia. Alguna informacion relacionada con esta disciplina 3e encuentra en el informe El Sismo de Popayan del 31 de Marzo de 1983. Los principales sistemas de fallas fueron compilados de los mapas realizados por INGEOMINAS durante su trabajo de cartografia geologica régional en el Sur-Occidente del pais.
Este trabajo es el resultado del esfuerzo colectivo de los geologos J L Blés, B Sauret, H Vergara, G Paris y W Marin, quienes ademas recibieron la colaboracion y opinion geologica de A Orrego y M James. La realizacion del proyecto se logro gracias a la excelente coordinacion y planificacion del geologo Armando Espinosa. Al Dr Pierre Mouroux nuestro sincero reconocimiento por la conduccion del proyecto y a los Drs Philippe Masure y Francisco Zambrano quienes fueron gestores de esta investigacion.
2. GEOMORFOLOGIA
La ciudad de Popayan y sus alrededores mas proximos estan situados sobre una série de rocas piroclasticas, flujos de lodo y cenizas volcanicas, que rellenan la depresion existente entre las cordilleras Central y Occidental. Estos productos provienen de la Cordillera Central y fueron generados por la actividad volcanica, glacial y fluvial présentes en esta cordillera. desde el Plioceno hasta el présente. La tectonica a lo largo del sistema de fallas de Romeral ha permitido que se generen dos geoformas dominantes en la région: al oriente de dicho sistema se présenta una région montanosa de colinas con pendientes suaves y drenaje subparalelo que culminan hacia el eje de la cordillera con pendientes abruptas y canones fluviales profundos, donde se encuentran los edificios volcanicos. Al occidente de dicho sistema de fallas se encuentra una région deprimida recubierta superficialmente por flujos de diferente naturaleza, conformando una antigua planicie, hoy dia disectada por rios que corren de Este a Oeste con gran incision vertical. Localmente el sector urbano de Popayan se encuentra ubicado en una zona deprimida con respecto a la planicie anterior, y rellena por depositos fluviales y lacustres aterrazados provenientes del rio Cauca. Sobre estas geoformas se insinuan debilmente las lineas y los escarpes de falla que se proyectan desde el basamento hasta la superficie topografica reciente.
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3. TECTONICA
El Sur Occidente de Colombia esta enmarcado dentro de una tectonica convergente entre la plaça de Nazca y el Bloque Andino, con una subduccion hacia el Este cuyo piano de Benioff buza entre y 45 grados. A esta subduccion estan asociados los terremotos historicos de Tumaco de principios y finales de este siglo. La subduccion es una fuente sismogena notablemente activa, que hacia el continente parte de la liberacion de los esfuerzos se realiza mediante las fallas corticales de los sistemas de Romeral y Cauca-Patia.
El sector que comprende la actual investigacion esta cruzado por el sistema de fallas de Romeral que tiene una direccion prédominante NNE dentro del cual se encuentran las fallas de Paispamba, Las Estrellas, El Crucero, varias fallas que bordean el frente montanoso de Popayan entre las cuales se encuentran las de Pueblillo, El Placer y Popayan. Mas al occidente se encuentran las fallas de Rosas-Julumito, Julumito Occidental y las fallas de La Tetilla. El borde de la cuenca esta limitado por el sistema de fallas de Cauca-Patia. Las fallas que pasan por el frente montanoso de la Cordillera Central en el sistema de Romeral por lo gênerai son inversas y dextrolaterales, con angulo alto y buzando al oriente.
Otro sistema de fallas se destaca con direccion NW a E-W entre las cuales se encuentran las fracturas del rio Hondo, Torres, Puente Julumito y Palace, entre otras. Estas fracturas pueden tener un comportamiento normal con buzamiento hacia el norte o hacia el sur.
La distribucion régional de los sistemas de falla de Romeral y Cauca Patia se muestra en la figura 2, los sistemas de fallas locales présentes en los alrededores de Popayan se muestran en la figura 3.
Dentro del sistema de fallas de Romeral merece relievarse la falla de Cauca-Almaguer( o Bolivar-Almaguer ) que marca el limite entre las rocas de afinidad oceanica al occidente, y las rocas del dominio continental al oriente. Es decir, esta falla en
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particular y el sistema de Romeral en gênerai, constituyen una zona de sutura que posiblemente se genero a partir del Cretaceo inferior. Este sistema de fallas se extiende desde la dorsal de Grijalba y Alvarado cerca del golfo de Guayaquil en el Ecuador hasta el mar Caribe al norte de Colombia.
Parece que a traves de la epoca actual este sistema de fallas ha tenido una actividad que se ha reflejado en los terremotos sufridos a traves de la historia por las ciudades de Ipiales, Popayan, Cali, Buga. Manizales y Sincelejo: y a una de sus trazas, la de Rosas-Julumito, se ha asignado el reciente terremoto del 31 de Marzo de 1983 que destruyo en gran parte a Popayan.
El sistema de fallas de Cauca-Patia corre paralelo a la Cordillera Occidental, contrôla en gran parte los cursos de los rios Cauca y Patia, su longitud similar a la de Romeral del orden de 1000 kms, y posiblemente tambien constituye una zona de sutura del Terciario Inferior. Este sistema de fallas posiblemente es inverso y dextrolateral con buzamiento al occidente durante al Plioceno.
Tanto el sistema de fallas de Romeral como el de Cauca-Patia limitan la depre3ion interandina al oriente y al occidente respectivamente, su expresion morfologica a nivel régional es bastante marcada, destacandose el sistema del Cauca-Patia sobre el de Romeral debido a la ausencia, en el primero de ellos, de abanicos aluviales y productos volcanicos o fluvio-glaciales recientes.
El sistema de fallas NW a E-W en terminos de cronologia relativa parece posterior a los de Romeral y Cauca-Patia; este sistema de fallas en el Sur Occidente del pais da lugar a una série de bloques tectonicos de norte a sur, donde alternan las cubetas o depresiones con la topografias positivas o levantadas. Esta actividad en algunos sectores ha puesto al descubierto el basamento Cretacico y en otros lo ha deprimido hasta profundidades de algunos miles de métros.
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4. NEOTECTONICA
Los movimientos de estas fallas durante el présente trabajo se han documentado desde el Plioceno hasta el Cuaternario reciente, y afectan tanto a la planicie de Popayan como al sector montanoso.
La expresion morfologica de estas fallas es contundente en las rocas del basamento y se atenua, con algunas excepciones, en la cobertura Plio-Cuaternaria que las suprayacen. En el flanco occidental de la Cordillera Central la presencia de los depositos Cuaternarios y recientes constituyen un elemento de registre de los movimientos neotectonicos en algunos segmentos de falla, lo cual no ocurre con la misma intensidad en el borde oriental de la Cordillera Occidental. Es preciso destacar que en la depresion intercordillerana del Cauca-Patia la expresion morfologica de las fallas activas es por lo gênerai tenue, los escarpes no presentan superficies nitidas, por .1 o gênerai estan atenuados o modelados por la érosion, y el trazo de las fallas solamente se evidencia mediante la observacion de las fotografias aereas y minuciosos chequeos de campo.
En el sector montanoso de la Cordillera Central adyacente a Popayan, algunas fallas presentan rasgos morfologicos de tectonica activa mas notables que otras fallas. tal es el caso de las fallas de El Crucero y Piendamo cuya continuidad en los escarpes y el desarrollo de algunas facetas triangulares ligeramente degradadas por los agentes erosivos, son rasgos morfologicos frecuentes de Norte a Sur por el borde de dicha cordillera. Son de facil reconocimiento en el terreno y en las fotografias aereas e imagenes de satelite. Otros rasgos menos abundantes son las silletas de falla, las corrientes alineadas, los valles confinados y los lomos de presion. Dentro de los escarpes se destacan el de Piendamo que alcansa una altura de 450 métros, tiene una orientacion global NW y un angulo de inclinacion moderado que conduce a pensar que ha retrocedido por érosion. Este escarpe forma el limite Occidental de un bloque tectonicamente levantado en el area posiblemente relacionado con la actividad de una falla inversa.
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El escarpe de la falla de El Crucero présenta una notable continuidad desde el norte de Popayan hasta el sector de Piendamo, con una altura que fluctua entre 100 y 200 métros. Al igual que el escarpe de Piendamo, por su expresion morfologica consecuencia de la degradacion, parece que el escarpe tambien ha retrocedido.
Dentro de los varios episodios volcanico-sedimentarios que tuvieron lugar en la Cordillera Central se destaca por su expresion morfologica y extension el flujo de San Isidro o del Cauca, que sobrepasa estos sistemas de falla y sirve de registro del movimiento de estas por las anomalias topograficas aili présentes taies como très escarpes de orientacion NE con cara mirando al Este y alturas que fluctuan entre 4 y 10 métros y un escarpe similar a los anteriores y mirando al W, localizados en la zona del barrio La Paz. Al Occidente de la Carcel de San Isidro suprayaciendo la falla de El Crucero, la ruptura se evidencia por el desarrollo de drenaje anomalo.
Al sur de la ciudad de Popayan aun cuando el desarrollo de los escarpes no es tan nitido, los desniveles topograficos marcan en forma notable la trayectoria de estos sistemas de fallas. Los perfiles topograficos en direccion E-W permiten observar los sitios de paso de dichas fracturas.
La falla de Cauca-Almaguer (Bolivar-Almaguer) que al sur de la planicie de Popayan se identifica por su contraste litologico entre las rocas basaiticas y las rocas metamorficas cristalinas, en la planicie de Popayan unicamente se identifica por tenues rasgos topograficos observables en las fotografias aereas. Parece que esta falla pasa al occidente de Popayan en vecindades del barrio Maria Occidente y contimia su trayectoria hacia Cajibio en el norte del area.
Una de las fallas mas notables del area por ser la posible causa del antes mencionado terremoto de Popayan, es la de Rosas Julumito cuyas evidencias morfologicas presentan notables variaciones desde las rocas mas antiguas hasta la cobertura Cuaternaria mas reciente. Al sur de la .planicie de Popayan el trazo de la falla tiene una expresion geomorfologica fuerte, con un escarpe bien desarrollado en el cerro Broncazo y una linea de falla relativamente bien definida. En este sector la falla pone en contacto los depositos del Plioceno de la Formacion Galeon con
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rocas Terciarias y Cretacicas. Sobre la Formacion Popayan el trazo de la falla sigue a lo largo de escarpes y silletas con expresiones topograficas poco évidentes o mal definidas, que en algunos tramos la falla solo puede definirse de manera incierta. Hacia el sector de Julumito parece que existe un escarpe de unos 5 métros mirando al Oriente, y el alineamiento de algunas corrientes de agua que permiten seguir el trazo de la falla hasta unos pocos kms al norte de dicha localidad, despues de la cual, las evidencias de terreno son escasas.
La falla de Julumito Occidental identificada en este trabajo tiene evidencias morfologica3 que la destacan dentro de las fallas que corren por la Formacion Popayan. Un rasgo notable es el bloqueo de algunas corrientes menore3 de agua con la generacion de depositos aluviales de gran desarollo longitudinal comparados con su anchura, las cuales corren en direccion E-W y localizados al norte y al sur de la poblacion de Timbio. Al Occidente de Julumito se manifiesta el control del drenaje por esta falla, lo mismo que un levé escarpe cuyo desnivel es de unos 5 métros. Al igual que la falla de Rosas Julumito, su manifestacion topografica al norte de esta poblacion es tenue.
Otras fallas similares de direccion NNE estan présentes al Occidente de La Tetilla y son conocidas como el sistema de Mosquerillo-La Tetilla, cuyos lineamientos topograficos son identificables en el terreno.
Las fallas de direccion NW a E-W no desarrollan las morfologias contundentes como se observan en las fallas de direccion NNE. Existe sin embargo algunos lineamientos notables taies como el de la falla de Torres, Rio Palace y Rio Hondo, los cuales a nivel régional parecen marcar una tectonica de bloques en el cual el sector comprendido entre el rio Palace y el rio Hondo parece estar deprimido con respecto a los bloques que lo limitan al norte y al sur. EL desnivel entre estos bloques sobrepasa los 200 métros y posiblemente su desplasamiento total no ha tenido lugar a lo largo de una sola falla sino de varias de ellas paralelas. No existe un escarpe évidente a lo largo de los rios Palace y Hondo, pero a distancia el desnivel es bastante notable.
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5. MICROTECTONICA
Los movimientos recientes y actuales de los sistemas de fallas anteriormente tratados se deben a varios episodios de compresion y distension documentados desde el Plioceno, y los cuales han quedado registrados en la série estratigrafica de la Formacion Galeon y Popayan, y en las cenizas suprayacentes mas recientes. La base de la Formacion Popayan se asume que es mas antigua que 2.2 millones de anos segun indica la datacion radiometrica de un nivel de ignimbrita localizado en la parte média de la secuencia (Wagner, 1989, comunicacion Personal).
Dentro de estos episodios se ha identificado a traves del analisis microtectonico una compresion présente hacia la base de la secuencia, con una direccion gênerai E-W que ha dado lugar a fallas inversas cuyo rumbo fluctua entre NNW y NNE, y en menor proporcion a fallas transcurrentes latérales derechas con direccion N60E. Este evento ha sido identificado en las mediciones realizadas en las vecindades de Timbio en una roca ignimbritica. De igual manera este episodio ha sido observado en las mediciones realizadas contiguas a la Universidad del Cauca y en la via al Huila, afectando el flujo piroclastico de cenizas y bloques que suprayace las rocas metamorficas Paleozoicas, ver figura 4.
Durante gran parte del Cuaternario la zona entra bajo un evento de distension con direccion NE-SW, generando fallas normales en varias direcciones, principalmente N70, N110 Y N160 con buzamientos al norte y al este. Este episodio se ha documentado en las estaciones del rio Hondo, La Yunga y Piendamo en rocas tobas soldadas y flujos piroclasticos, ver figura 5. Aun esta por investigar si existen dos distensiones, una E-W y otra NE-SW. En la figura 6 se ilustra un fenomeno de distension en las rocas volcanicas de Narino, pero de edad reciente lo cual esta por investigar.
En el Cuaternario reciente la zona entro nuevamente en un evento compresivo de orientacion ENE-WSW dando lugar principalmente a falllas transcurrentes de movimiento latéral derecho de direccion N55 y latéral izquierdo de direccion gênerai N135. Ambos sistemas de fallas presentan una componente inversa, ver figura 7.
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Este evento se ha observado en los afloramientos situados en Maria Oriente, Maderas y Rio Hondo. Las rocas que han registrado esta deformacion comprenden la parte alta de la Formacion Popayan donde existen flujos piroclasticos y cenizas recientes.
En el campo se ha constatado que la compresion muy reciente concuerda muy bien con la compresion actual deducida de la solucion de los mecanismos focales, obtenidos a nivel local a partir del terremoto de Popayan de 1983, y a nivel régional de los mecanismos focales obtenidos para los andes del norte por Suarez, et al, 1983.
6. CONCLUSIONES
Durante el Plioceno los movimientos compresivos posiblemente produjeron un movimiento inverso con componente latéral derecha en las fallas de Romeral y Cauca-Patia. Este movimiento durante la distension del Cuaternario produjo fallas con desplazamiento normal y componente latéral derecha, y finalmente durante la compresion actual las fallas de estos sistemas presentan un movimiento latéral derecha con una componente inversa, ver figuras 8, 9 y 10.
Las mediciones microtectonicas realizadas en la falla de Rosas Julumito no mostraron evidencias de su actividad reciente.
7. RECOMENDACIONES
Al tener en cuenta que los afloramientos de superficie no permiten identificar el comportamiento microtectonico de las fallas del sistema de Julumito, es necesario investigar este fenomeno a traves de trincheras cuya longitud minima no sea inferior a 50 métros y una profundidad de 5 a 6 métros y anchura adecuada. Dichas trincheras se deben ubicar, très de ellas en el flujo de San Isidro, una en la falla de Torres y dos trincheras en la falla de Julumito. La ubicacion definitiva de las trincheras en esta ultima falla dépende de los resultados que se obtengan con la sismica de refraccion y las perforaciones, que en el momento de producirse este informe se estan llevando a cabo. De esta manera se puede precisar la tasa de desplazamiento de estas fallas y la posible recurrencia de algunas magnitudes.
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A nivel régional, en un radio aproximado de 200 kms hay que seguir estudiando en detalle los rasgos geomorfologicos caracteri3ticos de actividad reciente de las grandes fallas, y seguir buscando afloramientos deformados en las capas recientes, ya que se tienen indicios muy contundentes de estos, en varias partes al norte y al sur de Popayan. Es necesario continuar las mediciones microtectonicas que permitiran comprobar la hipotesis de los eventos compresivos y distensivos formulada en el présente trabajo.
En vista de que el flujo de San Isidro es un elemento morfologico que ha registrado de manera muy sutil la actividad de las fallas del borde montanoso, se recomienda su estudio geomorfologico detallado con el fin de determinar los ultimos desplazamientos de las fallas que lo cruzan.
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ANEXO 1
PROYECTO DE MICROZONIFICACION SISMO-TECTONICA DE POPAYAN
FICHA PARA LA TOMA DE DATOS DE CAMPO
FICHA « FECHA NOMBRE DE LA ESTACION LOCALIZACION GEOLOGO FALLA GEOLOGICA 0 SISTEMA DE FALLA ESQUEMA DE LOCALIZACION OBSERVACIONES GEOMORFOLOGICAS OBSERVACIONES DE GEOLOGIA ESTRUCTURAL OBSERVACIONES DE MICROTECTONICA OBSERVACIONES ESTRATIGRAFICAS ACTIVIDAD TECTONICA CUATERNARIA fEVIDENCIA,INDICIO) CORTE GEOLOGICO ESQUEMATICO CORTE PARTICULAR DIBUJO DE LO OBSERVADO DIBUJO INTERPRETATIVO FOTOGRAFIA 0 CALCO A PARTIR DE DIAPOSITIVA FOTOINTERPRETACION, CORTES CRITERIOS GEOMORFOLOGICOS LOCALIZACION FALLAS, ACTIVID CUATERNARIA -escarpe -facetas triangulares -facetas trapézoïdales -trench -valle lineal -linear ridge -shutter ridge -bench -valle colgante -offset channel -deflected stream or channel -offset ridge -depresion: sag pond -depresion: depositos cuat confinad. -elongate ridge -pressure ridge
1
-spring -wrinkle ridge (fallas inversas) -fault splinter (fallas normales) -fault steps (fallas normales) -desplazamiento depositos cuaternarios (vista en planta) -folding or warping of young deposit -superficies de érosion desplazadas (locales, régionales) -saddles: silletas alineadas longitudinalmente -saddles: silletas alineadas lateralmente -pendiente inversa -zona con geoformas erosivas alineadas -salto o anomalia en el perfil de rio o quebrada -captura fluvial -rejuvenecimiento de drenaje -relacion entre nivel de terrazas OBSERVACIONES SOBRE GEOLOGIA ESTRUCTURAL -desplazamiento de depost Cuaternarios: vista en corte vertical -posicion de los depositos Cuaternarios: normal, basculada, invertida -contacto superior:concordante, discordante, fallado, replegado -contacto inferior: idem -plegamiento:intenso, moderado, ausente -tipo de pliegue -tipo de falla -desplazamiento provocado por la falla:real, aparente -espesor zona de falla -criterios ubicacion de la falla -expresion geomorfologica: fuerte, moderada, debil, ausente
OBSERVACIONES MICROTECTONICAS -falla (direccion, buzamiento) -estria (pitch) -tipo de falla -analisis del afloramiento -dibujo esquematico
OBSERVACIONES ESTRATIGRAFICAS
-tipo de deposito Cuaternario -edad relativa, criterios -color horizontes suelo (carta Munsell) -estructura del suelo (laminar, prismatica, columnar, en bloques angulares, en bloques subangulares, granular, migajosa)
Junio 14/89
2
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NAflINO
• CI lUUf* 1
U TtMK \ • \
T.aM \
0 10
MAPA INDICE FIGURA 1
S0« art
- M E A EJTUOI40A
Mapa tecrtonico régional ciel SW Colombiana. \ ^s lineas cimesai muestrar. seomenttis à c U v o s de alguna^ rai las.
figura '.:
Mapa ïectonico i_ocal . H- rai la comprooaûa B- Taila praDaDle u-falla posibie D- lineamiento fotogeologico. Rasqos mor-f otectonicos : 1- escarpe de falla v orenaje i ineai 2- drenajt lineal 3- escarpe degradado y tacetas erosionadas 4- cuaternaric deformado y desarrollo de pequenos escarpes 5- val le lineal
fig 3
13
w COMPRESION
E - W
PLIOCENO SUPERIOR
V.^'y.'lCenizo» amorillas cuatemarios.
1A» *|Flulo pirocldstico (tobas soldadas olterados)
o j o ô|Aqlom»rodot.
Et-'îcîo» ii\ Pcl:;zci:o (*;::;:..:r.1c).
Plioceno Superior
Conpresion en el Plioceno. Désarroilo de talia=5 inversas cjcf-afectan las rocas Paleozoïcas y :os agioireradoa vie le ûase cii3 '. •=> Formscinn Poaavdn. CJar r-eter^ t otiayan wnr«-<r.e. rstiuem,? ^idoc" -r.v:. por Berric«ra Sauret del BPGF1.
fig 4
^ 15 W
18.0 m
Tectônica de distension lai como se observa en las fallas.en la via Popaydn-EI T a m b o . K m 16
FIGURA 5
w
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* « "» > o i
^ T ^ r ^ ^ 1 ^ 7 7 7 ^ CARRETER _i_ ESCALA
ESS8"'* Nivelés coluvioles1 rapssssi Nivelés de cenizos
Sector Rio Juanombû (NariFio):Fallas normales pequenas N 120 afectan-do una olternanciade nivelés coluviales y nivelés de cenizos gris reventes, (elaborado por Bernard Saur et del B R G M ) .
FIGURA 6
Folios inversas N 3 0 - 4 0 de Caloto (Cauca).
El material afectado es un flujo de escombros aterrazodo de edod probable Pleistoceno medio.
Estas fallas con valor de salto de m a s de 2 m pueden producirse en un solo evento.
(Elaborado por B. Sauret del B R G M ) . FIGURA 7
•n \
> <
4
Modelo hipotetico del movimiento de las falla'i cercands a Popayan y sus alrededores durante el Plioceno. Carr.oo de e>sf uerr.OT. compresivo proximo a la linea E-W
f igurfl S
lb
Modèle ni y sus a distensiv
potetico del movimiento d*» ! as 'fal las cercan-iï .? Popayan 1 rededoret Durante c? i C'.idtsrndrio. Campo de esTuerzos o en direccion NNE-SSW
f ig 9
16
Modela hipotetico del movimiento de las falias cercanas a Popayan y sus alrededores durante el Cuaternario reciente. OamDo rie esTuerzos ENE-toSW, Lûncordancia con el campo rte e^Tuerjob acL^r»; deducido de la solucion de los a.ecanismos totales.
fig 10
': 7
ANEXO C
GEOLOGIA DE POPAYAN
A . AGERDBLO J . L . BLES M . JAMES A . ORREGO
I N G E O M I N A S
Direcciôn Régional Sur
GEOLOGIA PRELIMINAR DEL AREA DE POPAYAN
PROYECTO DE MICRQZQNIFICACION
-Versi&i Resuadda-
Por:
J.L. Blés y A. Orrego
Popayân, Novienbre de 1989
REPUBLICA DE OOLOMBIA
MINISTERIO DE MENAS Y ENERGIA
INGEOMINAS^ F-IGM -J31-40 11183
C O N T E N I D O
ACITVIDADES DESARROLLADAS
RESULTADQS
2.1. ESTRATIGRAFIA
2.1.1. Sub-estrato o Secuencla de Edad Pre-Terciarlo
2.1.2. Formaclori Popayln
2.1.2.1. Mienbro de Flujos Pirocllstlcos Basales
2.1.2.2. Depôsitos que Conforman las Base del Antiguo cono
rio Cauca
2.1.2.3 Flujos Piroclâsticos de Ceniza
2.1.3. Secuencla Volcénica Aluvial
2.1.3.1. Flujo y Cenlzas de Ca&a
2.1.3.2. Depôsitos Aluviales
2.2. GEOLOGIA ESTOUCIURAL
2.3. ZONIFTCACION GEOLOGICA DEL AREA
TRABAJOS 0 ACTIVIDADES FOR DESARROLLAR
BIBLIOGRAFIA
GEOLOGIA PRELIMINAR DEL AREA DE POPAYAN
PROYECTO DE fflCRCSDNIFICACION
-Version Eesunida-
Por: J. L . B 1 & y A . Orrego
1. ACTTVIDADES DESARROLLADAS
- Revision y anllisis de datos consignados en trabajos geologicos anteriores, como
Ingeorainas et al, (1986), Tenjo et al (1983) y otros.
- Révision y redescripciôn de las nuestras de roca o testigos pertenecientes a las
perforaciones hechas por la C.V.C. en 1983.
- Elaboraciôn de un mapa geolôgico preliminar a escala 1:10.000 y de cortes estructura-
les que pasan por los sitios de los sondeos de la C.V.C. Tenjo et al (op. cit).
- Trabajos de canpo detallados en el sector del Barrio Mar£a Oriente.
- Elaboraciôn * del Informe titulado: " Geologfa y Amenazas Geologicas del Barrio Marfa
Oriente de Popayan". (1 Plancha, 3 Figuras y 2 Anexos).
2. RESULTADOS
Popayan esta localizada en una pequena cuenca, que présenta forma triangular, lindtada
al norte y al sur por los rfos Cauca y Ejido, respectivamente. La ciudad esta" bordeada
por colinas al norte, al sur, oriente y suroriente; presentan mayores alturas topogrâfi-
cas las del este y sur-este, zonas drenadas por corrientes que nacen en le area de
los volcanes de los Coconucos, entre éstos se encuentra el Puracé", de edad Plioceno?-
Cuatemario.
Los resultados del trabajo obtenidos hasta el momento estân consignados en el anexo
1 (Informe Geolô'gico Preliminar del Area de Popayln), donde se describe la estratigraffa
del area, de las roca s mâs antiguas a las mis recientes, y que se resumen a continuaciôn.
2.1. ESTRATIGRAFIA
2.1.1. Sub-estrato o Secuencia de Edad Pre-Terciario.
Las rocas mas antiguas estudiadas en los alrededores de la ciudad
son metanorfitas, esquistos y cuarcitas, que infrayacen la Formacion
Popayan de edad Plio - Cuatemario; buenos af loramientos
-1-
INGEOMINAS J F I G M 'J3140 III 83
de las metamorfitas se ubican en las corrlentes localizadas al este y sureste de la cludad.
La edad de estas rocas se considéra nesozoica, pero algunos autores opinan que ellas pertenecen
al Paleozoico.
2.1.2. Formacidn Popayan.
La Formacl6n, que tiene un espesor conprendido entre 200 y 25Qn, puede ser divida informalme
en cuatro miembros.
2.1.2.1. Mienbro de flujos pirocl&ticos basales. El miembro empieza, hacia la base, con
dos flujos piroclasticos de bloques lfticos, cuyo diânetro puede alcanzar 3m. La matriz
es de color gris y se conpone de anfibol, plagioclasa, cuarzo y fragmentes de pâmez;
ocasionaLmente existe biotita. El espesor de estos dos flujos varia entre 30 y 50 m.
Estratigrificamente, los flujos anteriores, estân suprayacidos por otros dos flujos que
corresponden a tobas soldadas o igninbritas. La matriz del primer flujo de ignlmbritas
se conpone de plagioclasa, cuarzo, biotita y obsidiana; en los afloramientos, déjà ver
un espesor hasta de 3Cm, pero podr£a alcanzar hasta 7Chi, segun los resultados de las
perforaciones efectuadas por la C.V.C. en 1983. (Tenjo et al, op et). Este flujo présenta
estructuras columares. La edad es de 2 0,3 m.a, segun una datacion hecha por la universi
dad de Ginebra (J.J. Wagner, 1988. Comunicacion Verbal).
El segundo flujo de tobas soldadas que tiene un espesor conprendido entre 30 y 6Qn, contiene
plagioclasa, cuarzo y abundante biotita.
Los dos flujos de ignlmbritas se caracterlzan por exhiblr textura "Fiannie"; lfticos andesfti^
cos hasta de 40 cm de diânetro involucrados en la matriz; relleno de fisuras con minérales,
posiblemente de faciès de vapor y localmente, fragmentos pomfceos. Los dos flujos, que
recubrieron superficies extensas, estan conformados por rocas duras y resistentes; también,
con base en las observaciones de los afloramientos y de los sondeos hechos en 1983 por
la C.V.C, se puede decir que las superficies superiores de ambos flujos fueron y son
relativamente llanas.
2.1.2.2. Depositos que conforman la base del Antiguo cono del r£o Cauca. Este cono, localizado
al norte de la ciudad, se conforma en su parte basai por un flujo pirocl&tico de bloques
andesfticos, de diAretro que llega hasta 50cm, cuya matriz, de composicion tobâcea, se
encuentra semi-n^teorizada y se conpone, princlpalmente de plagioclasa y cuarzo. El
espesor del flujo sobrepasan los lQn.
-2-
F-IGM 031-40 111-83 INGEOMINAS>
Estratigraficamente por encina del flujo anterior, se encuentra un dep6"sito de sedimen-
tos aluviales- epiclasticos, representado por limos, arclllas, arenas y gravas.
Estos sedimentos se encuentran nuy meteorizados y extendidos en los alrededores
de la ciudad; ellos se han considerado como un nivel estratigrâfico gufa.
2.1.2.3. Flujos Piroclasticos de Ceniza. En la cuenca y en los alrededores de Popayân aparecen,
casi sienpre juntos, dos flujos de cenizas. El mas antiguo, de color amarlllo o
crema, se conpone de plagioclasa y pâmez.
El segundo flujo, de color marron octe o rojizo, présenta cristales de anfibol,
magnetita, y a veces pequenos cristales de biotita. Localmente estos flujos conllevan
algunos cantos lfticos de tobas soldadas, de andesitas y de metamorfitas; su diânetro
varfa de 10 a 20 cm. Localmente se encontraron cantos de ignàmbrita de 60 cm de
diametro.
Muy localmente, un flujo pirocléstico soldado de bloques andesfticos, se encuentra
tntercalado entre los flujos amarillo y marron ocre (rojizo).
El espesor total de la Unidad (très flujos) oscila entre 5 y 25 m.
2.1.3. Secuencia Volcanica-Aluvial.
2.1.3.1.FLujo y Cenizas de Cafda. La secuencia conprende un flujo piroclastico, (pueden
ser dos) , no soldado, que se intercala entre capas de cenizas de cafda.
Las capas de ceniza, que presentan colores amarillo, pardo-verdoso, rosados y negros,
contienen anffbol, biotita, cuarzo transparente y vidrio; su espesor varia entre
0,50 y 8 m.
Los flujos piroclasticos, ton cantos andes£ticos de diânetro hasta 0,25 m (localmente
se vieron cantos hasta 2 m de diantetro), presentan una matriz conpuesta de plagioclasa,
cuarzo bipiramidal, y biotita; localmente, obsidiana y fragmentos de panez. El espesor
del flujo o flujos varfa entre 2 y 4 m.
El espesor total de la unidad puede sobrepasar los 12 m.
2.1.3.2. Depositos Aluviales. Los rfos Cauca, Molino, Ejido y la quebrada Pubus han depositado
aluviones que se encuentran frecuentemente ccmo terrazas. Estos aluviones cbrresponden
a gravas, arenas y algunas veces, a limos y arcillas.
Fueron definidos 4 nivelés de terrazas; las mis reciente, localizada topogrfficamente
mas baja, tiene un espesor que puede sobrepasar los 4m y la mas antigua, localizada
topogrificamente mas alta, tiene un espesor que puede sobrepasar los 10m. Las terrazas
1 y 4 tienen bloques cuyo diânetro llega hasta 2m.
La terraza 4 infrayace el flujo de la unidad 2.1.3.1. y la terraza 1 es mas reciente
que dicho flujo.
-3-
\ _ ^ _ _ ^ INGEOMINAb J F I G M 'J31-40 III 8 3
Los nivelés litolôgicos que aparecen estratigraficamente enclna de la toba soldada
biolîtica, de color gris (ignimbrita ), se encuentran nuy alterados y blandos o no
compactes y probablemente ellos se caracterizan por presentar poca velocidad sfsmica
2.2. GEOLOGIA ESTRIOURAL
Las metamorfitas del pre-Terciario nuestran estructuras de pliegues y fallas y los
otros conjuntos litolégicos del Pliocieno-Cuatemario, que solamente estin afectados
por fallas y diaclasas, aparecen en posicion horizontal.
Las fallas, que atraviesan el &:ea, se agrupan de acuerdo a las direcciones de rurbo,
asi:
a) N-S a 40 E. (Fallas del Sistema de Romeral; b) N 60 W (Fallas de Torres y rfo Hondo)
y c) E-W (Fallas del rfo Palace). Estas ultimas, localizadas al norte de la ciudad.
Las estructuras de fallas estan siendo investigadas por el grupo de geôlogos de Neotect&rt
ca, confornHdo por G.Parfs, W. Marfn, H. Vergara. El doctor Bernard Sauret es el asesor
cientffico de este grupo.
2.3. ZONIFICACION GEOLOGICA DEL AREA.
Teniendo ccrno base los resultados geologicos, el area se ha subdividido en 7 zonas:
- Zona 1. Definida en los sectores que cdnprenden la parte sur y borde sureste de la
cuenca (area de influenda del rfo Ejido alto).
- Zona 2. Definida en los sectores noreste y este de la cuenca (area de influencia del
rfo Molino alto).
- Zona 3. Definida en el Sector del borde suroeste de la cuenca.
- Zona 4. Definida en el sector donde aparece el Cono Antiguo del rfo Cauca.
- Zona 5. Definida en el foea que ocupa el sector antiguo o colonial de Popayân.
- Zona 6. Definida en el sector que ocupa el aeropuerto Machangara.
- Zona 7. Definida en el nargen norte del rfo cauca actual.
En la zona 1 aparecen, de nés antiguo a irés reclente, las siguientes litologfas:
Esquistos y cuarcitas de edad pre-Terciario, flujos pirocUsticos de bloques de la unidad
pliocena, sedimentos epiclisticos, los flujos de ceniza amarillo y marron ocre, y cenizas
de caida.
En la zona 2, se encuentran:
Esquistos y cuarcitas del pre-Terciario, tobas soldadas, sedimentos epiclasticos, flujos piroclàs
ticos de colores amarillo y marron ocre, cenizas de caida y el flujo con bloques andesfticos
y obsidiana.
La zona 4, se conforma de:
-4-
\ INGEOMINAb > F I G M 131-40 111-83
Flujo pirclfctico de bloques andesfticos, sedimentos epicllsticos, flujos de ceniza de colores
amarillo y marron ocre, cenizas de ca£da, y el flujo piroclastico con bloques andesfticos
y obsidiana.
En la zona 6, donde se hizo el sondeo PPN 1, se encontre, de wés antiguo a mas reciente, lo
siguiente:
Tobas soldadas de color gris meteorizadas, a 65 m de profundidad; cenizas de cafda de color
café; arenas aluviales con turbasj flujo de cenizas de color amarillo y flujo piroclastico
con bloques andesfiticos y obsidiana.
La superposiciôrj litolôgica de las zonas 3, 5 y 7 sera" definida con los resultados de los
sondeos Nos PPN 2, 3 y 5.
3.TRAB\J0S 0 ACTIVIDADES POR DESARRDLLAR
A continuacioh se nombran las actividades que son necesario ejecutar en el futuro.
1- Estudiar detalladamente, algunos afloramientos en las areas donde aflora la Secuencia volcani-
ca aluvial, depositos Q(f p la +cc) y terrazas, con el proposito de precisar la posiciôn
estratigrafica de las diferentes capas de dicha unidad y también cbnocer las iirbricaciones
de las nrLsmas capas.
2- Ubicar y abrir pozos o trincheras que ayuden a solucionar el problema mencionado en el
numéral anterior. Esta actividad se hara" conjuntamente con el grupo de Neotectonica.
3- Levantandento de algunas columas estratigraficas, que faltan.
4- Comprobaci6n y ubicacion, en el canpo, de algunas fallas geolôgicas.
5- Descripcloh geologfca de los testigos o nuestras que resulten de los diferentes sondeos
actuales (6 profundos, 5 poco profundos).
6- Terminar la interpretacidn y el dibujo de las secciones estructurales que pasan por los
antiguos sondeos, (escala horizontal 1:5.000, escala vertical 1:10.000). Se debe utilizar
los resultados estratigrlficbs y geofîsicos de Tenjo et al (1983) y tambiai los resultados
estratigrâficos y geoffsicos de los sondeos actuales.
7- Elaboracion de un mapa gecmorfol6gico 1:5.000.
8- Elaboracion de un mapa de pendientes, a escala 1:10.000.
9- Elaboracion, Informe Final.
-5-
INGEOMINAS J F I G M U31-40 111 -83
4.BIBLI0GRAFIA
INGEQKINAS, et al (1986). El sfsmo de Popayân del 31 de marzo de 1983. INGECMINAS, Bogota.
TEMJO S., et al (1983). Estudios basicos de geoff-sica y geotlcnica para la ciudad de Popayan
y alrededores, posteriores al terremoto. Corporacion autdhama Régional del Valle del
Cauca. (C.V.C.), Cali
-6-
INGEOMINAS J F - I G M 'J3140 III 83
I N G E O M I N A S
Direcciôn Régional Sur
INFORME GEOLOGICO PRELTMIKAR DEL AREA DE POPAYAN
PROYECTD DE MICROZONIFTCACION Y SISNEGEQTCCTONICA DE POPAYAN
C . E . E . e INGEOMINAS
Por:
ABIGAIL ORREGO L
MICHAEL JAMES
ADRIANA AGUDELO
Dr. JEAN LOUIS BLES ( Asesor)
Popayan, Noviembre de 1989
REPUBLICA DE COLOMBIA
MTNISTERIO DE MINAS Y ENERCIA
CCNIENIDO
1. INERDCUXION P • 1
1.1* Antécédentes
1.2. Objetivos
1.3. Metodologia
1.4. Loealizaciôn
1.5. Personal Participante
1.6. Trabajos Anteriores
1.7. Agradecimientos
2. GEOLOGIA • p.4
2.1. Geologia General p.4
2.1.1. Provincias Geomorfologicas
2.1.1.1. Cordillera Central
2.1.1.2. Valle Interandino Cauca-Pat£a ( Valle de Pubenza)
2.1.1.3. Cordillera Occidental
2.2. Geologia Local p. 6
2.2.1. Estratigraffa
2.2.1.1. Conplejo Arquia (Mz ? ec)
2.2.1.2. Formaciôn Popayân
. 2.2.1.2.1. CorMunto de SeMnvr.tos Ba^^<; ? (TV «M
2.2.1.2.2. Flulo Piroclistico de bloques del rio Ejido (T P f p b)
2.2.1.2.3. Tobas Soldadas del rio Hondo (T p f p t s)
2.2.1.2.4. Flulo Piroclistico con bloques Andesfticos del Barrio Rfo Vista ff) f p h al
2.2.1.2.50ep6sito Sedimantario Aluvial; Epiclatitas (Q aie)
2.2*1.2.6. Flujos Pirocllsticos de Ceniza y de bloque soldado de Pisoje Q f p ( a+bs+r)
2.2.1.3. Secuencia Volcanica Aluvial
2.2.1.3*1. Unidad de Flujo Piroclistico con Ifticos Andesfticos y Cenizas de Cafda del Barrio
La Virginia Q ( f p 1 a » ce)
INGEOMINAS _-F - IGM 331-40 111-83
fem
2.2.2. Comentarios sobre el vulcanisro en el ârea
2.2.3. Geologïa Estzuctuxal
2.2.3.1. Sistema de Fallas de Romeral
2.2.3.2. Fallas de Direcciôn N W - SE
2.2.3.3. Fallas de direcciôn E-W
2.2.4. Geonorfologia Pendientes e inclinaciones
2.2.4.1. Pendientes e inclinaciones y zonas de inestabilidad
, 2.2.5. Prograna de Perforaciones y de Geoflsica
3.0 CONCUJSIONES p. 19
4.0 RECOMENDACIONES p.20
5.0 BIBLIOGRAFIA p.21
INGEOMINAS IGM 331-40 111-83
ILUSTRACIONES
Plancha
1 Mapa geologico preliminar
Figuras
l.Mapa indice
2.Coknra estratigràfica
3.Dificultades estratigraficas causados por la naturaleza de los depositos volcanicos.
INGEOMINAS J V IGM 331-40 111-83
INFORME GEQLOGIOO PRELIMINAR DEL AREA DE POPAYAN
PROYECTO DE MICRÛZONIFICACION Y SISMOGEOTECTONICA DE POPAYAN
1. INTRODUCTION
1.1. ANTECEDENTES
Como consecuencia del Sfsmo de Popayân, sucedido el 31 de marzo de 1983 se hizo un trabajo
de investigacion en las âreas afectadas y el resultado del estudio se tituld' "El Sfsmo
de Popayân del 31 de marzo de 1983", (INGECMINAS et al, 1986); mis tarde, Ingecnrinas
y Uniandes propusieron la necesidad de efeetuar estudios mis detallados en el Irea de
Popayân. y, en el arfo de 1984, se present6 un proyecto a la C.E.E. (Comunidad Econ&mca
Europea) titulado "Microzonificaciôn y Sismogeotectonica de la ciudad de Popayân que
fue aprobado por INGECMINAS y la C.E.E. en el ano de 1988. Las actividades empezaron
en 1989 y, como un primer resultado de dicho proyecto, se hizo el informe tftulado 'Xîeolo-
g£a y Amenazas Geologicas del Barrio Maria Oriente de Popayân". (James et al 1989).
1.2. OBJETIVDS
- Estudio geologico del ârea de Popayân: Litologfa, grado de meteorizacion, estratigraffa
y tecténica.
- Elaboraciôn de un mapa geologico, a escala 1:10.000, que incluya cartografla de zonas
de inestabilidad; el mapa servira para orientar el trabajo de perforaciones y sera
la base del programa de microzonificaciôn s£smica.
- Elaboraciôn de cortes o perfiles estructurales.
- Elaboraciôn de un mapa con ubicacion de los sitios para efeetuar perforaciones y de
corredores geoffsicos.
1.3. MET0D0L0GIA
- Interpretacién de fotograf£as àéreas.
- Trabajo de canpo: Toma de datos geologicos y cemprobacién de la interpretacién fotogeolé
gica. Reconocimiento y localizacion de los sitios mâs représentatives para realiazar per
foraciones y muestreos de sue los.
INGEOMINAS _J F - IGM 331-40 111-83
- Elaboracion deTmapas, analisis 6 interpretacion de datos e informe final.
1.4. LOCALIZACION
La zona de estudio se ubica entre las coordenadas geogrificas siguientes: 765.000 m
N, l'O59.00O ra E, 76.900 m N, l'056.000 m E, 763.000 m N, l'047.000 ni E, 758.000 m N,
l'050.000 m E. En esta ârea se localiza la ciudad de Popayân. (Figura 1)
1.5. PERSONAL PARTICIPANTE
El grupo de geologfa del proyecto esta conformado por los geôlogos Jean Louis Blés,
asesor del B.R.G.M., Michael James (Ingeominas, Régional Noroccidente) Adrfana Agudelo,
Abigail Orrego y Armando Espinosa (Ingeominas, Régional Sur). El ultimo geologo nombrado
es el coordinador y jefe del proyecto.
1.6. TRABAJOS ANIERI0RES
Entre los estudios geologicos que abarcan el éVea de este trabajo, se pueden citar aquellos
realizados por:
Ingeominas et al (1986), Orrego et al (1979 y 1984), Parfs y Marin (1979), Tenjo et
al (1983). El primer trabajo se hizo ccmo consecuencia del Sfsmo de Popayân, sucedido
el 31 de marzo de 1983; el segundo y tercer trabajo corresponden a labores de geologfa
régional elaborados por Ingeominas; el cuarto trabajo représenta una recopilacién sobre
las generalidades geolégicas del departamsnto del Cauca; el quinto trabajo, que tiene
relaciân con el sfsmo de Popayân del 31 de marzo de 1983, fue elaborado por la C.V.C.
y el informe se t£tulo "Estudios Bisicos de Geoffsica de Popayân y Alrededores Posteriores
al Terremoto", en el se encuentra la descripcion de las perforaciones, con aportes importan
tes en el conocimiento estratigrffico del ârea.
1.7. AGRADECIMIENIOS
Los autores de este trabajo agradecen a las directivas de la Comunidad Economica Europea
y de Ingeominas, por la ayuda y el interés que pusieron para que el proyecto pudiera
realizarse.
INGEOMINAS F - I G M 331-40 III 83
X'766.000
Xt759.000
INQEOMINAS DIRECCION REGIONAL. S U R
MAPA INDICE
Au ton J . L . B U l
DibvjÔ: Guido Arco»
JKm ESCAIA
Sipt.-1989 Figuro: 1
3
2. GEOLOGIA
2.1. GEOLOGIA GENERAL
La ciudad de Popayân, esta localizada hacia el lfinite occidental de la Cordillera Central
precisamente donde ccnrienza el valle interandino Cauca-Patfa, que localmente recibe
el nombre de Valle de Pubenza, el cual se localiza entre las cordilleras Central y Occiden
tal. Estas très provincias geomorfolôgicas estan conformadas por unidades geologicas
y estructurales diferentes que se resumen a continuacion.
2.1.1. Provincias Geomorfolôgicas
2.1.1.1. Cordillera Central. Localizada al oeste del rfo Magdalena; se conforma en su flanco
oriental por rocas granuliticas de edad pre-Câmbrica que aparecen como bloques tectonicos
asociados a fallas régionales, localizadas hacia la cima y el flanco oriental de la
cordillera y que tienen un rumbo gênerai Norte-Sur. Otra unidad o cinturôn metamôrfica
del Paleozoico, localizado principalmente al oriente de la cordillera, se extiende de
sur a norte del pais y présenta metarorfismo del tipo Abukuma; el cinturôn se compone
principalmente de esquistos cuarzc—sericfticos, cuarcitas, esquistos graffticos y metabasi-
tas; las faciès metamôrficas van desde esquistos verdes hasta anfibolita baja y la secuen-
cia se encuentra intrufda por algunos cuerpos igneos, de edad Triasico-Jurasico; estas
metamorfitas se conocen en la literatura geolôgica con el nombre de Grupo Cajamarca
(Nelson, 1957) y dltimamente como Conplejo Cajamarca (Gonzalez et al, 1989). También,
en el flanco oriental aparecen una secuencia de vulcanitas de ccnposicién intermedia
a âcida intercaladas con sedimentitas de edad Triisico-Jura'sico; segmentos de rocas
sedimentarias del Cretaceo e intrusivos plutônicos de ccnposicién intermedia a âcida
de edad Triasico-Jurasico.
El flanco occidental, que tiene una extension, aproximadamente este—oeste de unos A5
Kn, Popayân se situa a unos OKii al oeste de la parte mis alta de la cordillera, se
conforma de très cinturones litologicos sobre el flanco occidental y hacia la cima de
la cordillera, aparece una secuencia de vulcanitas bâsicas y sedimentitas con metamorfismo
cataclastico que se conoce con el nombre de Formaciôh Quebrada-^grande o ûltimamente
4
V INGEOMINAS -J F - I G M 331-40 III-83
con el nont>re de Cotiplejo Quebrada-grande (Gonzalez, H, o.p.cit). Un cinturôn metam6rfico
corrpuesto por esquistos, cuarcitas y cuerpos ofiolfticos metamorfizados aparecen al
occidente de la secuencia anterior; el metamorfisrro es del tipo BARROVIANO y las faciès
metamorficas van desde esquistos verdes, esquistos azules a anfibolita; la secuencia
fue nominada Grupo Arqu£a por Grosse (1926), Toussaint y Restrepo (1979) y como Complejo
Arqu£a (Gonzalez, H, o.p.cit). Al pie occidental de la cordillera aflora una secuencia
de vulcanitas, asociadas tarrbién a cuerpos ofiolfticos, denorrrinado Formaciôn Amaime,
informalmente definida por McCourt (1984) y Ni via (1987), que tarrbién hace parte del
basamiento del valle interandino Cauca-Patia. Estos très ultimos cinturones se han
considerado de edad mesozoica, sin embargo, la edad del Arqufa es discutible y algunos
autores como McCourt (1934), piensa que su edad es palezofca. Las rocas del /maure
estaYi intruidas por plutonitas calco-alcalinas del Cretâceo Inferior (Batolito de Buga)
y las del Arqufa estan asociados tectônicamente a plutonitas cataclizados (Granitoide
de Rellones), Orrego et al, 1984.
Por ultimo durante el Plioceno y el Cuatemario, en la Cordillera Central, se origin6
una cadena de volcanes, que produjeron lavas y piroclasticas de composiciôn intermedia
a acida (Formaciôn Popayân); a estas vulcanitas podrian estar asociados ccmagmaticarrente
algunos intrusivos calco-alcalinos del Terciario, que se encuentran coro, pequenos
stocks, a lo largo de zonas de rregafallas de direcciôn norte-este.
La Cordillera Central esta limitada tectônicamente, en su parte oriental por fallas
transcurrentes hacia el norte y por fallas inversas de ângulo alto en el sur, y en
su parte occidental se encuentra el Sistema de Fallas de Romeral. Algunas de estas
ultimas fallas sirven de contactes entre los cinturones litologicos nerrbrados; la Falla
San Jerônirro (Grosse, 1926) sirve de contacto entre los corrplejos Cajamarca y Quebrada-
grande; la falla Pijao-Silvia marca el contacto entre los corrplejos Quebrada-grande
y Arquia; la falla Cauca-Almaguer sirve de limite entre el Complejo Arqufa (Gonzalez,
et al 1989) y la Formaciôn Amaime. El Granitoide de Bellones, que se présenta en forma
alargada y en direcciôn norte-sur esta lirrdtado por las fallas del Crucero y la Estrella
(Orrego et al 1984). La Formaciôn Popayân tarrbién se encuentra fallada por algunas
fallas del rràsmo sistema.
2.1.1.2. Valle Interandino Cauca-Patia (Valle de Pubenza). El basamento de. esta depresién
esta conformado por rocas oceanicas, basaltos almohadillados, piroclastitas y sedimentitas
5
V INGEOMINAS F • I C M 331-40 III 83
(Formacion Amaime) y algunos segmentos ofiolf-ticos que se encuentran emplazados tect6nica-
mente dentro del Amaime. Las rocas pertenecén al Cretaceo Inferlor. Estratigrlficamente
estas oceanitas estan suprayacidas por una secuencia sedimentaria del Terciario, conocido
cono Grupo del Cauca (edad Eoceno a Mioceno ) (Hubach, 1957; Orrego et al 1975); intrusivos
calco-alcalinos (dacfticos) de edad Mioceno Superior cortan las dos unidades. Uha secuen
cia, principalmente piroclistica, con algunos nivelés de epiclastitas y flujos de lodo
de edad pliocena-cuatemarfa llamada (Formacion Popayân), recubre discordantemente
las rocas terciarias y las mas antiguas. Los ûltimos eventos corresponden a cenizas
de ca£da, flujos piroclasticos y dep6sitos aluviales.
La unidad geomorfologica esta cruzada por diferentes sistemas de fallas; al oriente
y al occidente esti limitada por algunas fallas que pertenecén a los Sistemas Renierai
y del Rfo Cauca respectivamente.
Las fallas de Mosquerillo y la Tetrilla pasan por el centro de la depresion interandina
con direcciôn noreste. Otras fallas cruzan la unidad en sentido oeste-este y noroeste
que dan una norfolog£a de bloques tectânicos levantados y hundidos.
2.1.1.3 Cordillera Occidental. Localizada al oeste del rfo Cauca; esta conformada por rocas
oceanicas igneas basicas y sedimentitas, representadas por lavas almohadilladas, piroclls
titas, diques de diabasa, gabros y rocas sedimentarias turbiditicas; en gênerai estas
rocas presentan un metamorfismo de fondo oceanico y un metarorfismo cataclastico sobre
inpuesto. También existen intrusivos de rocas tonalitas y granodionitas (Batolitos
de Piedrancha, Anchicaya y Mandé). Hacia el borde occidental de la cordillera se han
observado segmentos ofiolfticos emplazados tectônicamente.
En gênerai la edad de las rocas oceanicas es cretacea con base en estudios de paleontologfa
y la de los intrusivos calcoalcalinos es terciarCa, segun dataciones radiomÉtricas K-
Ar. Orrego (1976) y Aspden(1984).
La cordillera esta liMtada al oriente por fallas del sistena del rfo Cauca de orientacién
noreste. Otras rumban en direcciones este-oeste al noroeste.
2.2. GEOLOGIA LOCAL
La ciudad de Popayan se asienta hacia el borde oriental de la depresion interandina
(Valle de Pubenza) y esta construiÊda sobre sue los y rocas que pertenecén a la Formacion
Popayân, la cual descansa discordantemente sobre un conjunto de rocas metamôrficas que
6
. INGEOMINAS F • IGM 331-40 111-83
pertenecen al Conplejo Arquia y posiblenente sobre la Formacion Amaime. El tnarco tectonico
es tal vez menos conocido debido a la cobertura y espesor de las piroclâstitas, principal-
rrente, por el relleno reciente de aluviones y de las capas de cenizas de ca£da que se
encuentran distribuidos en toda la zona. Estos depositos tienden a emascarar alineanrien-
tos y otrps rasgos tectonicos taies corno lotnos de presiôn, escarpes de falla, depresiones
tectônicas y silletas. Sin embargo en este estudio se détermina la localizaciôn, no
exacta, de mis de 8 trazas de fallas de direcciôn noreste y noroeste que pasan por la
zona urbana o urbanizable de Popayan (ver secciôn 2.2.3).
2.2.1. Estratigraffa
La columa estratigrafica, que aflora en el érea de Popayan, esta" representada por rocas
netamSrficas de posible edad mesozoica? (Conplejo Arquia) y una secuencia de flujos
piroclâsticos con un conjunto de nivelés sedimentarios, principalmente epiclâ"sticos
aluviales, de edad Plioceno-Cuatemario. La anterior secuencia se considéra ccno Formacion
de Popayan en el sentido de Hubach (1957), sin etrbargo esti formacion merece un mejor
estudio, y debe redefinirse en el futuro.
Una unidad mis reciente, ccmpuesta por cuatro(4) capas de cenizas de cafda, un flujo
piroclastico y las terrazas recientes de los nos Cauca, Molino y Ejido, denominada
infornalnente ccno, Secuencia Volcâmca Aluvial; suprayacen en forma discordante a las
rocas de La Popayan.
2. 2.1.1. Conplejo Arqu£a (MZ ? ec). Antiguamente, varios autores definieron estas rocas
ccmo pertenecientes o correlacionables al Grupo Cajamarca, al cual se le asignô una
edad Palezoico (Nelson, 1962); Orrego et al 1976; Orrego y Marfo 1981; Parf-s y Marfn
1979. Ultimanente, la subdirecciôri de cartograffia geologica del INGBQMLNAS organizo
unos Sinposios de Geologfa Régional, con el fin primordial de efectuar correlaciones
y obtener un mejor conociraiento sobre las unidades que conforman las cordilleras y sobre
las fallas que las cruzan. En el Sinposio de la Cordillera Central, efectuado en 1988,
se concluyô que las metanorfitas que aparecen cerca a Popayan pertenecen a la unidad
denominada, Grupo Arqu&i de Grosse (1926) y Toussaint y Restrepo (1974). Nunez y Ardila
(1989), hicieron un anâlisis de la nomenclatura estratigrafica del mismo Grupo Arqufa
y recamiendan que se le llame Conplejo Arquia. En el area de Popayan, estas rocas afloran
al oriente de la ciudad y buenos afloraraientos existen en la carretera Popayân-Puraca
7
. INGEOMINAS F • I G M 331-40 III 83
y sobre los cauces del r£o Molino y la quebrada bblanga. Las rocas se identifican COTD
iretabasitas (esquistos verdes) y metamorfitas de origen sedintntario. Los esquistos
verdes presentan estructuras bandeadas a ligeramente esquitosas y venas de cuarzo.
Las metasedimentarias corresponden a retapelitas, metaareniscas (cuarcitas) y esquistos
negros. Segdn Orrego y Marfn (1980), las rocas se ccqponen de anfibol epidota, clorita,
micas blancas, plagioclasa, cuarzo y cloritoide. La secuencia se asigna al Cret^ceo,
siguiendo a Gonzalez (1976) y Toussaint y Restrepo (1974).
2.2.1.2. Fomaciôn Popayan. Originalmente fue definida por Grosse (1935) como Capas Tûficas
de Popayan y posteriomiente como Fomaciôn Popayan ( Hubach y alvarado, 1934) y Formacion
de Popayan (Hubach, 1957). Hubach y Alvarado (o.p. cit) dan como localidades tfpicas,
el sector del Ferrocarril del Padjfico desde Suarez a Morales; (hoy convertido en una
via carreteable), en el borde S de Tant» y Coconuco.
En el présente trabajo se describen las caracterréticas litolôgicas, fisicas y estratigraïi
cas de algunos depôsitos volcanicos y epiclastitas que afloran en el àrea de Popayan
y que se consideran pertenecientes a la Popayan. La Figura 2 représenta una columa
estratigrlfica preliminar de Popayan y alrededores, elaborada con base en la observaciôn
de afloramientos localizados al oriente de la ciudad y en un anâlisis de los testigos
de las perforaciones hechas por la C.V.C. (Tenjo et al, 1983). El espesor total de
la secuencia oscila entre 200 m y 250 m, lo cual se debe a la misma naturaleza de las
formaciones volcanicas, que pueden variar en el sentido latéral y vertical. (Figura
3). La plancha 1 représenta la geologfa del area y su leyenda, nuestra la posiciôh
y la descripcion de las unidades litolôgicas identificadas. En razon, a la dificultad
de cartografiar depositos volc&iicos por su manera de depositarse, se optô por colocar
la suia de unidades que aparecen en cada area del mapa, utilizando las rrisras siglas
litolôgicas de la leyenda.
A continuaciôn se describen los conjuntos litolôgicos estudiados durante las observaciones
estratigraficas.
2.2.1.2.1. Conjunto de Sedixnentos Basâtes ? (T P s b ) . Estas rocas fueron identificadas
en una de las perforaciones hechas por la C.V.C. Pozo Ccpo-3 (Tenjo et al, 1983).
La unidad, encontrada a 76 m de profundidad y que se considéra la base de la columa
por su grado de litificaciôn o ccnpactaciôn (Figura 2), se ccnpone de capas tobaceas
blancas y linpias, lutitas, areniscas de cristales euhedrales y conglon^rados con alto
8
V INGEOMINAS _> F - IGM 331-40 III 83
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130
M0-
170-
m>-
200-
210-
Z30-
230-
O
'. de coîda fina negruzca. —CV. de caîda suelta omarilla.
fïujo Pirocldstico cafe'rojiz) con bloques y cuorzo bipiramidal grueso y obsidiona. C.V. de caîda amarillo con pomiz de formas ondmalas.
:V. de cafdo panJo verduzco. lujo café marron con màficos yobundantes h'ticos.
•Fïujo Piroclastico snWadode bloques (rfo Couca }
Flujo Piroclastico amarilla con abundante plogioclasa y màficos: Poco cuorzo volcônico, abundan-*te pomiz rosados de la misma composition. Epiclostftas o Flujo Piroclastico: Grano voriable de orcillo hasta canticos de 4 a 5 c m s . , 9 5 % volcônico con mucho plogioclasa en la m a tri z.
Flujos Pirocldsticos de bloques o de escombros,matriz arenoso, bloques de varias closes de rocas volcâncas: Relleno del cono del rt'o C o œ a .
.Flujo Piroclastico gris biotîtica (tipo'no Hondo")
Miembro Flujo Piroclastico gris oscuro, biotitlco gris oscuro con obsidiona (tipo perfora-cônes S-l y S - 4 ) , edode: 2 . 2 m a .
.ComplejoColcho: Flujos piroclâsticos de bloques con litologia variable, induyendo frog. mentos de rocas metamoVficas
«Sedimentos Fluvio volcônico : Tobos blancas, grawocas , conglomerodos y Lutitas
Esquistos (tipo "Grupo Arqui'a"), edod Cretaceo inferior a superior.
240-
INGEOMINAS FORMACION POPAYAN
Zona oriental de Popayan
Autor Mlchael E. James Abigoll Orrego L. Oibujo:Adriona Mejiâ A .
Fecha: ogosto /89 Fig.2'
9
Qfv* OfvB
Vista en Corte
Vista en Planta
Leyenda:
Cuatemorio
OHfvB QfvA
Qfvc
Qfvo
fTQfvgm Plioceno Mioceno
[Tpfva
Tmfvo
Tmfvg
INGEOMINAS
DIFICULTADES ESTRATI6RAFICAS CAUSA" DAS POR LA NATURALEZA DE
DEPOSITOS VOLCANICOS.
Por : M<cho*l E. JOT***
Eicala Esqu*ma>ica
Diboro M o n o Tmma Ur(b«
F«cHo Agosto/B? Fig. 3
1:1
1*1 MGtOMNAS
porcentaje de cantos de rocas volcanicas. La secuencia sélo se definlâ en el sondeo o pozo
nencionado y, de su espesor solo se conoce pocos métros. La edad de este deposito no
se conoce y las capas se encuentran serailiticadas y basculadas con ângulo de unos 45
grados, probablemente con inclination hacia el oeste. De todas naneras, esta secuencia
podria no ocupar la parte basai de la columna que se levanto y su posicion estratigréfica
queda cuestionada.
2.2.1.2.2. Flujos Piroclâsticos de Bloques del rfe Ejtdo (TP £ p b) . Este deposito tiene
un recubrimiento areal ras extenso que el deposito anterior y se encuentra al oriente
y occidente de la Falla de PopayAn. Los principales af lorandentos de estas rocas se
encuentra sobre los cauces del rfo Ejido, quebrada Tinajas, quebrada los Sauces y la
carretera variante al Huila. El deposito esta conformado por dos flujos piroclâsticos
de bloques. El flujo basai, que estratigrâficamente descansa sobre rocas metamorficas,
cuando esta fresco, la matriz es de color gris y se compare de anfibol, plagioclasa
y cuarzo; localroente se observa biotita fragmentos de pâmez. Esta matriz involucra
cantos Kticos con diaroetro que oscila entre 3cm y 3m, de composicioh andesitica; esporâdi-
camente se encuentran cantos de naturaleza metamôrfica o basâltica. Este flujo, generalroen
te aparece muy meteorizado, a excèpcioh, de algunos sitos localizados en los cauces
de las quebradas y del rfo Ejido. ,La roca meteorizada présenta colores abigarrados
y de diferentes tonalidades rojizas debido a la meteorizaciân de la matriz y de los
cantos lfticos; los productos de la meteorizaciân son de textura arcilla a arena fina.
La zona de nayor meteorizaciôn alcanza una profundidad aproximada de lOn.
El segundo flujo que yace estratigrâficamente en contacto discordante sobre el anterior,
corresponde a una roca que por meteorizaciân, présenta una matriz lino arcillosa con
feldespatos y pomez, que conlleva l£ticos de composicion andes^tica con diâmetro que
varfa entre 10 cm y lm. Los colores de meteorizaciân son amarillos encendidos y a veces
se présenta zonas rojizas. El espesor total del deposito varia entre 3Cm y 8Qn. Se
considéra que la edad es mayor de 2 0,3 m.a., y esto con base en una datacion que
se hizo en la universidad de Ginebra de una nuestra de roca que corresponde a un flujo
que se encuentra estratigrâficamente encima del deposito y que se describirà en el
capltulo siguiente. (T P f p t s)
2.2.1.2.3. Ttobas Soldadas del rlo Hondo. A Este deposito esta conformado bâsicamente por dos
o nàs flujos piroclàsticos, caracterizados por la presenda, nàs o menos, abundante
11
INGEOMINAS F - IGM 331-40 III-S3
de biotita; aflora al norte del rfo Malino (Club Campestre), y sobre el cauce del rfo
Hondo a partir del area de Dos Brazos y en el puente de JLiluraito, sobre el cauce del
rfo Cauca.
El flujo basai se ccnpone de plagioclasa, cuarzo, biotita y obisidiana; este ultino
componente que, a veces parece escorta, présenta estructuras "Fianme". La roca se caracte-
riza por tener un alto porcentaje de porosidad y cuando absorbe agua da color oscuro;
el color de la roca fresca es gris y présenta estructuras columnares por enfriamiento
del magma; la roca es mes resistente a los pr-œesos de érosion, en ccnparacion con las
unidades volcanicas descritas aqu£, y cuando meteoriza da colores claros y rojizos.
En los afloramientos el espesor de este flujo no sobrepasa los 3Qn, sin erbargo en el
pozo Ccpo-1 realizado por la C.V.C. en 1983, se describiô un flujo ignimbrftico con
obsidiana, de 7Cm de espesor.
Estratigr^ficamente encima del flujo anterior, yace un flujo o flujos que no contienen
fragmentos de obisidiana oscura y el porcentaje de mica biotita es considerablemente
alto; la roca contiene biotita; plagioclasa y cuarzo; el color es gris claro y cuando
meteoriza da colores blancos a rosados en varios afloramientos es cartîn observar en
la roca venas o venillas ccnpuesta por minérales secundarios félsicos, a veces de textura
arcillosa, que podrfan corresponder a minérales de faciès de vapor. Este flujo gris
aparece en los raismos sitios donde aflora el flujo o flujos con obsidiana, pero en los
sondeos que hizo la C.V.C. no se identifie^ encima de la roca con obsidiana, porque.
posiblemente ella fue descrita cemo "arenas volcanicas". En conclusion, dicha interpreta-
ciân, puede ser factible si se tiene en cuenta el grado de meteorizacion que caracteriza
esta roca y el tipo de perforacion utilizado (Sistema de Rotacion). El espesor de este
ultimo flujo como se observa en el rfo Hondo, oscila entre 30 y 50 m; de tal suerte
que el espesor total del depôsito T P f t s puede sobrepasar los 100m. En cuanto a
la edad del deposito, se infonna que se tiene una datacion por método K-Ar de las rocas
con obsidiana que arroja" 2 + 0,3 m.a., muestra colectada cerca al Club Campestre de
Popayân. (J.J. Wagner, 1988 Comunicaciôn personal).
Los depositos litologicos, que se describen a continuaciôn, son considerados en este
trabajo de edad Cuatemario; sin embargo, la falta de buenos af loramientos o exposiciones
y la falta de dataciones en las rocas hacen que se cuestione su posicion estratigraTica
en la columna. En este informe se plantea que estos dep6sitos volcanicos conforman
12
V INGEOMINAS _ X F - IGM 331-40 III 83
f*m el cono antiguo-' del rfo Cauca que se localiza en las âreas de la cércel San Isidro,
El Placer, Barrio Bello Horizonte, otras se interpréta que la base del cono esta" conformada
por el depésito de tobas soldadas (T P f t s).
2.2.1.2.4. Flujo Piroclastico con Bloques Andesiticos del Barrio Rfo Vista (Q f p b a).
Este flujo aflora hacia el este del bariio Rio Vista (Alto Cauca) y también se reconocio
en el pozo Ccpo-5, elaborado por C.V.C en 1983, a una profundidad de 41 m. Se conpone
de una rtatriz tobacea semi-nieteorizada, con plagioclasa y cuarzo que involucra cantos
frèscos de composiciôn andesitica; su espesor sobrepasa los lOkn; el deposito se ubica
hacia la base del cono. No existen dataciones del flujo, pero su posiciôn en la columna
estratigréficamente hace pensar que su edad se del Cuaternario Inferior.
2.2.1.2.5 Deposito Sedimentario Aluvial; Epielastitas ( Q aie). El deposito esta" conformado
por arenas, ILTOS, arcillas y gravas. La roca origen fué de conposiciôn netamente volcani-
ca y en algunos sitios existen dificultades en diferenciarlas de las rocas tipo flujos
piroclasticos. Los sedimentos aparecen estratigréficamente encina del flujo descrito
en el numéral anterior, al este del cementerio del Alto Cauca; el conjunto también aflora
en el cruce de las carreteras Panamericana y la antigua que se une con la Carrera Sexta;
en la carretera variante al Huila (dos sitios); al occidente del puente sobre el rfo
Hondo, en la carretera Panamericana ( al frente del Instaurante Mi Bohio). Este conjunto
litolôgico y que se muestra ituy meteorizado, présenta una extension areal importante
y sirve coma un nivel estratigrifico gu£a. Los colores de meteorizacion son grises
claros y anarillos; las gravas dan colores abigarrados, con tonalidades aroarillentas
y rojizas. También, a este conjunto de sedimentos, con base en su posiciôn en la colunra
estratigrafica se le da una edad tentativa del Cuaternario Inferior.
2.2.1.2.6. Flujos Piroclisticos de Ceniza y de Bloques Soldados de Pisote (0 f p (a + bs
+ r). Conformado por très flujos, uno de color amarillo y otro de color marron ocre,
que ocupan respectivamente, la base y el techo de la unidad; en un afloramiento localizado,
sobre el valle del rfo Cauca, a unos 50Chi al suroccidente de la piscina de Comfamiliar
y cerca a la quebrada Pisoje, se observa un flujo piroclistico soldado de bloques (Qfpbs),
que suprayace el flujo color amarillo e infrayace al de color marron ocre. El flujo
de cenizas de color amarillo (Qfpa) se conforma de plagioclasa, vidrio de color café,
panes; su identificacion es muy ffcil en el campo, generalmente se encuentra asociado
con el flujo de color marrôYi ocre. Las rocas correspondientes a los flujos de la base
13
INGEOMINAS F • IGM 331-40 111-83
y del techo afloran en algunos taludes del dencndnado cono antiguo del rfo Cauca y en
algunos cerros orientales y del sur que circundan la ciudad de Popayfo, ccno por ejenplo,
al sur del rfo Ejido, en la carretera vieja que une a Popayân y el caserfo Dos Brazos,
al norte y sur del sitio los Faroles; en la îbrmal de \arones (al occidente de la ciudad),
y en los barrios el Retiro y Tomas Cipriano; el flujo soldado de bloques (Q f p b s)
solo se observé en el canon del rfo Cauca en el sitio localizado cerca a Ccmfarailiar
y se conpone de una natriz seminieterorizada de color gris, anarillo y a veces, localmente
con tonos rojizos. La natriz se conpone de plagioclasa y cuarzo que involucra cantos
de liticos andesiticos frescos.
El flujo marron ocre, présenta cristales de anffbol y nagnetita y a veces biotita pequenaj
localmente, este flujo présenta lfticos con diâmetros que oscilan entre 2 cm y 10 an.
Este flujo, en varios aflorandentos, suprayace el flujo color anarillo, y dicho contacto
se reconoce porque existe un paleosuelo. El espesor del deposito Q f p ( a + bs + r)
oscila entre 5 y 25 m; suprayace la unidad (Qale) e infrayace dos capas de ceniza de
cafcla. La posicion de los flujos en la colinra estratigrâfica podrfa indicar una edad
del Pleistocèno Alto.
2.2.1.3. Secuencia Volcinica Aluvial
2.2.1.3.1. Unidad de Flujo Piroclastico con Lfoicos Andesfcicos y Cenizas de Cafda del Barrio
La Virginia Q (f pla » ce). Esta unidad se conpone, bàsicamente, de dos capas de cenizas
hacia la base, un flujo piroclastico que ocupa la parte central o intermedia de la unidad
y otras dos capas de ceniza localizadas hacia el techo. Los nivelés que conforman el
dep&ito se encuentran cono un nanto que recubre, principalmente, la superficie del
denominado cono del rfo Cauca y las partes topogrfficamente mis bajas del area trabajada;
algunos aflorandentos se pueden observar a unos 600 m al sureste de la piscina de Comfami-
liar, cerca al cruce del rfo Cauca con la carretera Panamericana, en el barrio la Virginia
en el rfo Malino (cerca al Barrio Camilo Torres), en el cruce del rfo Molino con la
carretera "variante al Huila" y otros.
Las capas inferiores de ceniza presentan colores anarillos, pardos verdosos y una textura
fina; y se conforman de anfibol, biotita, cuarzo fino transparente y vidrio; présenta
espesores que varian de 0,50m hasta 4TI. Las cenizas superiores, de textura fina tienen
colores negros y rosado; se conponen de cuarzo bipiramidal, anfibol y nagnetita. El
flujo pirocUstico présenta una natriz, que conlleva lvticos andesfticos con diâmetro
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INGEOMINAS F - IGM 331-40 111-83
hasta Ira, de plagioclasa, cUarzo piramidal, biotita y localmente obsidiana y panez;
el espesor de los flujos oscilan entre Ira y 2m. El espesor total de la unidad pueden
sobrepasar los 11m.
El contacto inferlor de la unidad es discordante y generalmente suprayace el flujo marron
ocre del conjunto Q f p (a + bs + r); en sltio denorainado Arenera Trujillo, se observé
que suprayace una secuencla de sedimentos aluviales dep&itados por el rfo Cauca (Terraza
4). En esta ultlraa localldad aparece una capa de ceniza suprayaclendo sedimentos aluviales
muy recdentes (Terraza 1). En la misma localidad se observé que esta unidad volcânica
forma las terrazas Td 3 y To 2, la âltima se interpreto cbmo una terraza de érosion.
Con base en la posiclôn estratigrifica de la unidad y en una dataclôn hecha por el mStodo
Hidrataciôn de Obsidiana que diâ de 8.000 a 12.000 afbs ( M. James. 1989 Ccmmicacién
oral), se asigna una edad HoLceno.
2.2,1.3,2. Deoésitos Aluviales; Terrazas. Esta unidad corresponde a sedimentos por los rfos
Cauca, Molino, Ejido y la quebrada Pubus. Los del cauca se denandnan con las siglas
t «S 1, t d 4, t d 5 y t d 6; los del Molino con la t m 1 t m 2; los del Ejido con (t
e 1; las de la quebrada Pubus con t p 1.
La t c 1 correlacionable con la t m 1, la primera representan depôsitos aluviales de
cantos volcânicbs, principalmente • y con diâmetro msbdmo de 2m en una matriz en una matriz
taraarb arena. Encima aparecë una capita de ceniza negra de tamano, grano fino. La
T m 1 corresponde a una capa de arena negra de lm de espesor, depésitada sobre grava.
La terraza t e l , corresponden a gravas, arenas liraos y ardllosos de composicion metam6rfi_
ca volcânica; su espesor puede sobrepasar los 5m. La terraza t p 1, corresponde arclllas,
limos y arenas. Esta terraza fuâ estudlada por Acevedo et al (1986). La terraza t
C 4, corresponde a un depôsito aluvial de arenas con bloques hasta 2 m de diÂnetro promedio
en el techo y hacia la base aparecen gravas gruesas. Esta terraza infrayace la unidad
Q (f p 1 a + ce).
Las terrazas t d 5 y t c 6, unicamente fueron identifidadas en los trabajos de interpréta-
d a n de fotografÉas aireas y ellas requieren de estudios mis detallados, cbmo apiques
o perforaclones, con el fin de caracterizar la naturaleza de los depésitos.
La posiclén estratigrâfida de estas diferentes terrazas podrfen indicar una edad holœânica
pero para demostrarlo se requieren estudios con métodos de dataclones, al menos se deben
datar los nivelés de cenizas que se encuentran estratigrâficamente hacia el techo y
15
V INGEOMINAS
F • IGM 331-40 111-83
la base de dichas terrazas. De todas maneras las unidades descritas en el capftulo
2.2.1.2, y 2.2.1.3. requieren estudlos geocronol^gicbs, don el fin de cbnocér la edad
verdadera de cada unidad y obtener nayor precislfc sobre la posidân de cada cbnjunto
litoléjgicb en la cblumna estratigrafica; para esto se deben aplicar métodos de K-Ar,
huellas de fisifo, hidratadén de obsidiana, anilisis palinolfigicbs o de C-14. La ûltima
investigadôn sertf en el futuro, muy lnportante, para evaluar las amenazas volcanicas
y otros problemas de tipo geolégido.
En reladén don la qufcdca, origen y emplazandento de los diferentes productos volcahicos
tratados en este informe, poco se ha investigado, y para esto también es necesario que
se hagan las investigaciones pertinentes.
2.2.2. Comentarios sobre el Vulcanismo en el Area
Las rodas volcanicas que f loran el el ârea de Popayéh tuvieron que ser generados en
los cdmplejos voldsnicos que se extienden desde el norte de Gabriel Lfipez (carretera
Popayan-Inza), hasta el Area del Volcan Sotarii, sobre la dira y flanco occidental de
la Gsrdillera Central; de esta cadena de volcànes sobresaleft:, en el présente tiempo,
la cadena de los cxonudos y el mismo Sotara. A cbntinuacléh se describe una recbpilaciân
de la historia voldanica de la région con el fin de ilustrar como las unidades descritas
podrian ser relacionadas a las diferentes estructuras volcanicas que existieron y existen
durante el Plioceno y el Cuatemario. Sin enbargo, sobre este tema se nedesita efectuar
mayores investigaciones en el futuro.
Se piensa que el conplejo voldsnico, (unidades T P f p b y T p f t s ) fué originado
en una estructura voldanica, mas antigua, nuy cbnpleja y mas anplia que las del Volcan Pu-
racé, foco extrait) • noroccidental de la cadena de los Coconucbs. En este trabajo se
plantea que los depôsitos volcahicos del area de Popayah fueron originados en estructuras
asodadas a la evoludon del Volcan Puracâ. Monsalve (1988), dicie que el Puracë es
un estrato volcan cuya historia eruptiva no silo esta" ligada a la evoluciéh de la cadena,
sino tambiah a estructuras anteriores, que denuestran très (3) perfodos, asi:
1- vulcanismo Plio-Pleistoceno? de la Mordillera Central que di6 origen a tobas soldadas
(igninbritas) y cuya estructura aun no esta definida.
2- Construcdon de un nuevo aparato volcânicb (Caldera de Chagartân) alcanzando una evoludfo
tal que dié cbno resultado un vaciamiento de la Cânara magmatica, cbn cblapsaraiento
caldaricb, cuyos productos finales fueron flujos de cèniza y de p6rœzt productos que
podrfa dorresponder a la unidad Q f p b a y a l a parte basai de la unidad Q f p ( a
16
^ ! INGEOMINAS _> F - IGM 331-40 111-83
A
2.2
2.2,
+bs+r), unidades.que cbnforman el cbno antiguo del rlo Cauca.
Corresponde a la formacïon del actual volcan Puracê y ccmprende dos fases; la primera,
ctonstruccion de un ruevo aparato volcânico (Pre-Puracè), que estuvo asocîado a la Caldera
de Chagarton, seguida por realimentacïon de magna profundo que produjo una fuerte erupdon,
dando cbrao resultado la destrucdon pardal del aparato originando otros ruevos depositos.
Este evento parece marcar el inicïo de dclos eruptivos en la historia del Puracê.
Estos productos podrîan corresponder a la parte média y superior de Q f p ( a+bs+r).
Una segunda fase ccndenza con la construction del Puradé actual y subida de domos; su
destruction dié cbro resultado cbn nuevos flujos y emisiôn de cénizas, hasta ahora cbrrela-
donable cbn la apertura del primer crfter del Purada actual. La actividad continua
cbn emisiones de productos mfc recientes, anos 1869?, 1949, 1956 y 1977. Los productos
de esta segunda fase podrfan corresponder a la unidad Q(f p 1 a + ce).
.3. Geologla Estructural
Las rocas mesozoicas descritas cbn» Conplejo Arqula se encuentran bien replegadas y
falladas, estructuras generadas durante la acrecïon de las rocas oceànicas al continente
a lo largo de la sutura de Renierai posiblemente, durante el Cretàceo.
Los diferentes nivelés volcifaicos y aluviales que afloran en la Popayân y sus alrededores»
cartografiados como de edad cënozoica tardia, se encuentran en posiclén estratigrafica
horizontal, recubriendo paleotopograflas y son afectados por f allas; no eodsten estructuras
de pliegues, sin embargo en algunos sitios cercanos a f allas algunos de dichos nivelés
de dichos nivelés se encuentran basculados côn éngulos de inclinaclân hasta de %.,
grados, como ejemplo se cita el afloramiento sobre la carretera que va al Huila a unos
lOCm al oriente del rfo Molino. De lo anterlor se deduce que las principales estructuras
del ôrea de Popayôn son f allas y diaclasa, que se agrupan de acuerdo a las direcciones
de rumbo, asl: a) N-S a 4CE (Sistema de Fallas de Romeral); b) N 60 W (Fallas Torres
y rfo Hondo) y c) E-W (Fallas del rfo Palace),
3.1. Sistema de Fallas de Raierai. Las generalidades de estas estructuras (v:«stan.i en el
trabajo del Sismo de Popayln (Ingeorainas et al 1983). En este trabajo se induye cbno
perteneclentes al Sistema, las fallas de Popayâi, Pueblillo, BolivarvAlmaguer y Rosas-
Julumito, esta ultima podrfe pertenecer al Sistema de Fallas de Mosquerlllo-La Tetilla.
En el Area de Popayfc, las fallas de Popayâi y Pueblillo afectan las unldades voldhicas
que aparecen al oriente de la ciudad y en algunos sitios se observan que ebrtan unidades
recientes como la unidad Q f p (a+bs+r) y Q aie. La falla de Bolivar-Almaguer, cruza
17
INGEOMINAS ^ F - IGM 331-40 111-63
posiblemente, wia al occidente de Popayan (Barrio Maria Occidente), seguh resultados
de los trabajos hechos por el grupo de neotectohica del proyecto. (G.Parfs et al,
19â9.Canunicaciân Oral).* La falla de Rosas^Julumito cruza por el margen oriental de
la zona de Popayan y seguh el trabajo del sf-smo de Popayan (Ingeaminas et al, 1983)
fui la estructura que produjo el terremoto. En los ultimes trabajos, el grupo de neotectâ
nica, plantea que en el area de Julumito la estructura corresponden a dos ramas de
fallas, las cuales se localizan mjy cerca de la traza de Bolivar-Almaguer. Estas dos
fallas estarfan afectando depâsitos cuaternarios recientes, ubicados en el area cercana
a Julumito y en el cauce del rfo Cauea. Se necesita comprobaciôn en trincheras.
2*2.3.2. Fallas de direccion NW-SE. Las fallas de Torres y rfo Hondo afectan los barrios
del sur de Popayâh y han desplazado depésitos volcanicos de edad Plioceno Superior,
en la zona sur de la ciudad y en el area de Julumito.
2.2.3.3. Fallas de direccion E-W. De la falla Palace, al norte de la ciudad, y de la del
rfo Cauca, de direcciones aproximadas E-W, no se tienen buenas evidencias de canpo,
sin embargo algunos rasgos geonorfologicos de alineanàentos y algunas levés diferencïas
de nivelés topograficas entre las mârgenes sur y norte de los rfos hacen pensar que
se trate de verdaderas estructuras de fallas, lo cual se debe corroborar con métodos
geof£sicos.
El efecto de algunas fallas ha dado cano resultado que el ârea que ocupa la ciudad
de Popayâh sea una zona topograficamente baja. Dicha zona limita al oriente por la
Falla de Popayan, al occidente por la Falla de Rosas-Julumito, al sur, por las fallas
de Torres y rfo Hondo y al norte por la posible falla o alineamientos del cauce del
rfo Cauca.
2.2.4. Geamorfologfa,Pendientes e Inclinaciones
La interpretaciôh fotogeolôgica y los trabajos de canpo permitieron conocer las geoformas
del terreno, inclinaciôh de las pendientes, zonas planas e inestables cemo deslizamientos
o carcavas antiguas. La anterior informaciôh, complementada con los resultados del
estudio de fallas activas es, blsica para disenar el mapa de amenazas naturales de
Popay&i que servira para planear un buen désarroilo urbanfstico.
2.2.4.1. Pendientes o Inclinaciones y Zonas de Inestabilidad. Popayâh esti construida princi-
palmente, sobre âreas levenente inclinadas o planas, cemo se puede observar hacia el
centro de la ciudad o cerca de los rfos Cauca, Molino y Ejido. Las zonas moderadamente
pendientes y de pendientes nuy fuertes, con inclinaciones del 157. a 237. y que sobrepasan
257. de inclinaciôh, respectivamente se localizan al oriente, nororiente y sur de PopayJn.
La Plancha 2f que se encuentra en proceso^représenta el mapa de pendientes de Popayan
y las zonas planas que probablemente puedan sufrir amenazas por inundaciones. * El Doctor Bernard Sauret es asesor del Proyecto.
18 V INGEOMINAS _^ F - IGM 331-40 III 83
\
En la plancha \ también se muestran las zona de inestabilidad o deslizamientos, que
se encuentran ubicados hacia la parte oriental y nororiental de Popayân; en gênerai
estos deslizamientos estân asociados a zonas que presentan inclinaciones que sobrepasan
el 257..
2.2.5. Programa de Perforaciones y de Geoffsica
Con el fin de obtener un mejor conocimiento estratigrâfico y litol6gico de la zona
urbana de Popayân se programo perforar 46Qn repartidos asî:
- 6 pozos de 6Gm de profundidad
- 5 pozos de 2Qn de profundidad
Estas operaciones se hacen siguiendo la reccmendaciôn de J.L Blés asesor Cientffico
de C.E.E. La ubicacion de las perforaciones se encuentran en el napa geolôgico preliminar
(Plancha 1).
Las perforaciones que llegaran a profundidades de 6Gm, tienen la sigla PPN 1 a PPN-
6 y las de profundidades someras o de 2Cm tienen las siglas PN 1 a PN 5.
Para los trabajos de refraccion sfemica, iniciaIntente, se habian programado una longitud
de 12 Km; sin embargo sélo se contrataron, al final, 6 Km y con lo cual se espéra conocer
la profundidad del basamiento y confirmar la presencia y sentido de buzamiento de algunas
fallas importantes que cruzan el ârea. Conjuntamente con el grupo de neotectônica
se programaron dos lfoeas asi :
1- Lfnea de 4Km, localizada al occidente de Popayan entre Cajete y cerca a la confluencia
de los rfos Cauca y Molino. Con ello se piensa conocer la localizaciôn y otros aspectos
de las fallas de Rosas-Julumito y Bolivar-Almaguer.
2- Lfnea de 2Km, en sentido Este-Oeste, localizada en el sitio El Placer. Con ello se
precisara la localizaciôn de las fallas Popayân y Pueblillo-El Placer.
3.0 OCraJUSIONES
- Se requieren estudios régionales para poder redéfinir la Formacion Popayân.
- Se debe efectuar analisis geocronolôticos en cada uno de los depôsitos que conforman
la Formacion Popayln.
- Se debe efectuar analisis petrogrâfico y pretroqufinicos de las rocas de la Formacion
Popayân.
- Es necesario programar wés lfoeas de geoffsica (Refraccion Sfsmica).
- Se necesitan apiques y trincheras.
- Por ûltimo se concluye que el ârea de Popayân esta sujeta a sufrir amenazas de deslizamien
tos, de inundaciones y de Sfomos.
19
V INGEOMINAS -S F • IGM 331-40 111 -83
>' ^ Xv
4,0 REOCMENnACIONES
Con base en las conclusiones, se recomlenda:
Utilizar el raétodo K-Ar, Ar 39/ Ar 40 para datar las unidades T P f p b , Q f p b a ,
Q f r (a+bs+r). Los minérales utilizables serian plagioclasa, biotita y horblenda.
- Utilizar el mètodo de "Huellas de Fision", C-14 e hidratacion de obsidiana para datar
la unidad A(f p 1 a + ce). Los minérales utilizables serfan vidrio voldSnicb, zircones?
y materéa orgânica. Los sedimentos de las terrazas se podrfan datar por el método C-14.
- Utilizar métodos de palinologfa para datar las unidades TP sb y Q aie.
- Se debe efectuar un programa de estudios minéralogie» y petroqu&dcb de las unidades
volcanicas descritas.
- Cubrir mayor longitud con el programa de geoff-sica (Refraccion Sfsraica).
- Realizar un programa de apiques y trincheras con el proposito de tener mayores af loramien-
tos en el campo.
Todos estos estudios son necesarios para obtener un mejor conocimiento geologico en los
aspectos de estratigrafia, petrograf£a, mineralogfa, historia geolôgica; aspectos importantes
para el entendimiento de las amenazas geologicas del area de Popayan.
Por ûltimo se recomienda no utilizar, como areas de construccion, las posibles zonas inundables
y de deslizamientos. Es importante atender las recemendaciones, que se darân en el informe
de neotectonica y microzonificacion relacionadas con riesgo sfsnùco.
20
I N G E O M I N A S F • IGM 331-40 III -83
5.0 BIBLIOGRAFIA
ACEVEDO, A.P. et al (1986). Exploraciôn y evaluaciôn de los yacimientos de arcillas, caolines,
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21
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22 . INGEOMINAS
F - IGM 331-40 111-83
ANEXO D
GEOTECNIA DE POPAYAN
A . STAMATOPOULOS
1. BACKGROUND INFORMATION
l . l G e n e r a l
The purpose of this chapter 1s to présent the geotechnical aspect3 of the Popayan Hicrozonation Study, as they existed before 1989, when the joint activities of Ingeominas-BRGH-ADK-KS started. Information which was available at that time, included:
- Géologie reports and field observations.
- The results of 16 shallow (10-26 m deep) geotechnical borings performed, also in 1983, by the Ministry of Public Works.
- The results of 5 deep géologie borings performed in June-July 1983, by the CVC (CORPORATION AUTONOMA REGIONAL DEL CAUCA, 1983 Sept).
- The results of mutually unrelated subsurface investigations for construction, before to the earthquake of Harch 1983.
- The results of seismic refraction tests carried out by the CVC (1983 Sept).
- The expérience accumulated from practices of foundation construction.
1.2 G é o l o g i e F o r m a t i o n s
The plain on which Popayan is built, is formed by fluvio-lacustrine and terrace sédiments. This plain is enclosed by hills composed of ashes and ignimbrites of varying degrees of décomposition.
1.3 F i e l d O b s e r v a t i o n s
The slopes of hills around Popayan are subject to sliding. Earthquakes are not the only cause of instability; east of Popayan where slopes are steeper, slides are more fréquent. During the 1983 earthquake there were slides as well as permanent déformations along the slopes of the hills; the steep banks of the river Cauca, which cuts through sedimentary deposits, also suffered. Examples are given in Fig 1.
Earthquake damage to buildings was raost severe near the center of the city and less severe north of the runway and on the hills around the plain.
2
There was no évidence of liquéfaction.
1.4 B o r i n g s a n d L a b o r a t o r y T e s t s
The locations of the 16 geotechnical borings of 1983 are shown in Fig 2.. Typical results, as published by Hernan Otoniel Fernandez and Juan Carlos Paez (1986) are shown in Fig 3. The nuraber of standard pénétration tests (SPT'S) and laboratory test results which were reported is small. Laboratory tests presented individually consist of natural water contents, liquid-plastic limits, unit weights and unconfined compressions. Grainsize analyses and consolidation tests are reported collectively, as ranges of values. Monotonie triaxial or other shear tests, from which the true shear strength raight be estimated, are raissing. Nevertheless, the results of cyclic triaxial tests are reported for 11 samples (61 spécimens), in the form of diagrams of strain, shear modulus, and coefficient of damping.
In addition to the above-mentioned 16 borings, whose main purpose was to investigate the geotechnical properties of soils at relatively shallow depth, there were 5 géologie borings drilled and reported by the CVC (1983, Sept). The locations of thèse borings are shown in Fig 2. Their depth was 72-222 m; there are no laboratory tests, only visual géologie descriptions.
1.5 G e o p h y s i c a l I n v e s t i g a t i o n s
The report by CVC (1983, Sept) includes also the results of 10 seismic refraction traverses, performed in May 1983; locations are shown in Fig 2. Traverses hâve a length of about 200 m, each. For every traverse there is a section showing layering according to velocities of compression (P) waves, to depths of about 70 m. In addition to layering, neotechnical relative movements in a vertical direction are reported. The following P-wave velocities were measured:
silts 500-800 m/s
saturated sands 1600 m/s
agglomérâtes, moderately compact 2000-2500 m/s
ignirabrites 3000-4000 m/s
ancient rocks over 4000 m/s
Electric resistivity and potential measurements were made in the 5 géologie borings of CVC, in the summer of 1983, as part of the investigation for ground water. Readings are plotted in 4 géologie sections by the CVC (1983, Aug) . As they were performed for a différent purpose, they do not contribute to the understanding of geotechnical properties.
3
1.6 Z o n i n g
Based on the results of borings, earthquake damage observations and géologie provenance, the area of and around Popayan was divided into the 4 zones (Hernan Otoniel Fernandez et al, 1986) shown in Fig 4. Zones A,B, and C are the sedimentary deposits in the plain, whereas D is the surrounding hilly ground.
Zone A, found at ground élévation about 1725 m, consists of fluvio-lacustrine deposits of the rivers Cauca, Molino and Ejido. Zone B, at élévations 1725-1735 m, contains terrace deposits of the river Cauca, interlayered with ashes. Zone C, at élévations 1725-1750 are terraces of the rivers Cauca and Molino. Finally, zone D, extends over areas with élévations up to 2000 m, and consists of the older weathered ashes and ignimbrites that, through a process of érosion, water-borne transport and déposition, provided the material for the other 3 zones. The depth to hard rock (aglomerates, sandstones, ignimbrites) is 41-82 m.
The water table is about 1-4 m deep in zones A,B and C, but much deeper in D. Earthquake damage vas highest in A and B, intermediate in C and lowest in D. This zoning is, in a way, a first approximation to the Microzonation Study presently under way.
1.7 S o i l P r o p e r t i e s
Data reported by Hernan Otoniel Fernandez et al (1986) and by Hernan Otoniel Fernandez and Juan Carlos Paez (1986), allow the following generalizations:
- Soils in zones A,B,C,D are predominantly fine-grained; layers of sandy material are less coramon.
- The liquid and plastic limits of ail 4 zones are highly variable, but fall within the same overall ranges (Fig 5); similarities may be due to common parent material.
- The mean values of the natural water content are 75, 64, 66 and 58%, for zones A,B,C and D respectively, with corresponding maxima 160, 125, 100 and 80%.
- Compressibility is of the order of 20, 38 and 22 kgf/cm2 for zones A,B,C, respectively.
- Shear strength data are not available but some indication may be obtained from standard pénétration tests (SPT'S) and unconfined compression tests. The former are of the order of 5,8,10 and 15 blows/0.3 m for zones A,B,C and D, respectively; the corresponding values of the unconfined compressive strength are 0.6, 0.8, 1.1 and 1.8 kgf/cm2
4
- Cyclic triaxial tests indicated pronounced increase in strain and réduction in the shear modulus when the stress ratio (ratio of applied shear stress to ambient consolidation stress, or SR, is of the order of 0.4. The coefficient of daraping is of the order of 0.5%: this value is 5 to 10 times lower than in other soils.
1.8 P r a c t i c e s in F o u n d a t i o n C o n s t r u c t i o n
Much of the earthquake damage to buildings can be traced to foundation construction. The existing évidence suggests that the upper soils of the Popayan basin (zones A,B and C) are very compressible. Yet, there are no set practices in présent day construction of either iraproving the soil in situ, or of replacing the upper feu meters of week compressible soil, with well compacted sélect material. And, what is worse, there is évidence that some buildings constructed before 1983, were founded on poorly compacted fill.
The practice of building on very compressible soil may resuit in high settlements. High settlements may cause the buildings to stress internally and even to develop plastic yielding and/or fissuring. The bearing éléments of a structure are thus weakened and its vulnerability to earthquake is greatly increased.
Another factor that adds to the vulnerability of buildings is the small depth of footings. Very frequently the buildings of Popayan are founded at depths of less than 0.5 m, or even at the surface. Such small depth of footings may further contribute to high settlements, may maximize the impact of soil amplification and surface waves (Rayleigh and Love) during earthquake shaking and, finally, does not provide for horizontal confinement when the structure is forced to move sideways by the earthquake. An exaraple of a shallow foundation of a 4-storey building that was completely destroyed by the earthquake of 1983 is presented in Fig 6. By contrast, the buildings of Mascopan Housing, in the southern part of Popayan, that are founded on 8 m piles, are better prepared to withstand an earthquake shock.
5
2. NEW SUBSURFACE INVESTIGATIONS
2 . 1 0 b j e c t i v e s
The geotechnical investigations that «ère made untill 1989 provide a useful overall appréciation of subsurface conditions, which, however, need to be completed by more detailed work. In particular the following must be clarified:
- Stratigraphy; it is possible that layers exist of approxiraately uniform properties.
- Soil compressibility and its variation with depth.
- Shear strength, its variation with depth and its possible loss with soil disturbance ("sensitivity").
- Shear modulus at sraall strains (Go) and its variation with strain or with cycles of loading and unloading. This information is needed for ail major stratigraphie units, for the dynamic analysis.
- Coefficient of damping for the soils of ail major stratigraphie units. The cyclic triaxial tests that were performed initially indicate values that appear to be lower than what might be expected.
The way that the above program relates to the dynamic analysis that is necessary for the Microzonation Study, can be inferred from the outline of the analysis, as given in appendix D-l.
2.2 B u d g e t R e s t r i c t i o n s
As the program of the new investigations must be within budget restrictions, it is not entirely adéquate to cover the area under study. For example, the number of new borings, equal to 11, for an area of 30 km2 or more, was not decided on the basis of technical judgement but, rather, on the basis of limited funds.
2.3 T y p e s o f I n v e s t i g a t i o n
New geotechnical investigations will comprise the following:
- Field reconnaissance, with emphasis on existing exposures and exchange of opinions with geologists.
6
- Borings with field tests and samples.
- Laboratory tests on samples taken frora borings.
- Seismic refraction traverses.
- Downhole tests.
2 . 4 B o r i n g s
The plan for the new borings is shown in Fig 7. There are 6 deeper borings (average depth 60 m) and 5 shallouer borings (20 ra each); the former are numbered PPN-1 to PPN-6, while the later PN-1 to PN-5. Borings PPN-4 and PPN-6 are placed on the seismic refraction traverses for calibration. PN-1 is placed at the end of the "Cauca traverse" partly for calibration and partly for clarifying the composition of zone D northwest of Popayan. PN-2 is placed at a location of greater-than-average ground instability during the 1983 earthquake. The rest of the borings were placed so as to cover the area under study more or less evenly. Figure 8 shows the old and new borings together.
From what is already known, it is supposed that the upper about 20 m of subsurface contains much softer soils than below this depth. This differentiation in properties calls for a differentiation in the planned testing. In the upper part there will be one SPT every 1 m of hole, one undisturbed sample (shelby) every 3 m of hole, and a vane shear test every 4 m. In the lower part of the subsurface, there will be one SPT every 2 m of hole and continuous coring between SPT'S.
Vane shear tests will include maximum reading and readings at the end of the first, second and third révolutions. Thèse readings will provide data on possible sensitivity.
2.5 L a b o r a t o r y T e s t s
Samples taken with the SPT split-tube sarapler and also with the shelby tubes will be tested as follows:
Natural water content (280). Thèse tests are for stratigraphie identification and for correlating with mechanical properties; e.g., it is known t,hat compressibility correlates with the natural water content.
- Liquid-plastic limits (100); thèse are for classification and for stratigraphie identification.
- Grainsize analyses (200); same purpose as above.
- Spécifie gravity of grains (40); thèse are for Computing the void ratio and the results of grainsize analyses (hydrometer).
7
- Consolidation tests (25); thèse are for estimating soil compressibility.
- Monotonie triaxial compression tests; (30) Consolidated drained, or CD, for estimating the effective shear strength parameters; also (25) Consolidated undrained, or CU, for estimating the undrained shear strength in situ, at the level of sampling. A small number of thèse tests will be performed in Europe.
- Cyclic triaxial compression tests (70 spécimens, about 14 samples); thèse are for clarifying the change of the shear modulus with the strain and with the number of cycles of loading-unloading and, also, for further studying the coefficient of damping of typical soils. Eight samples will be tested in Colombia and 6 in Europe, for confirmation.
2.6 S e i s m i c R e f r a c t i o n T r a v e r s e s
Two traverses, raarked in Fig 7 as the "Cauca traverse" and the "Placer traverse", totalling 6 km of length, are planned. Their purpose is:
- Better définition of stratigraphy.
- Measurement of compression (P) wave velocity, which may correlate with shear (S) wave velocity.
- Indications of neotechtonic movements.
Results will be correlated with borings and downhole tests.
2.7 D o w n h o l e T e s t s
The six deeper borings (PPN-1 to PPN-6, Fig 7) will be subjected to downhole tests. In thèse tests a shear wave excitation is created at the ground surface near the boring and the time of travel to geophone placed 4 m apart inside the hole is determined. The S-wave velocity through the soil strata, in a downward direction of travel, is thus determined.
The P-wave velocities, the S-wave velocities and the findings from boring will be inter-related to dérive information for the dynamic analysis.
8
3. NEW RESULTS
3.1 F i e l d R e c o n n a i s s a n c e
Récent observations of exposures has indicated that within zones A,B,C in the Popayan basin, there are mudflows that hâve been covered by more récent (of the order of 10.000 years B.P.) aluvia. Thèse mudflows contain stones up to 0.5 m or more in size (Fig 8) and hâve a thickness of several meters.
Another observation which is of interest is that the soils of zone D contain layers or pockets of alluvia, mostly granular, that were deposited in periods of volcanic inactivity, through érosion and redeposition (Fig 10). Also within zone D, there are mudflows (Fig 11) that make its composion even more complex. The âge of D is placed at about 1.000.000 years B.P.
3.2 B o r i n g s
Boring PPN-1 was completed on 8 Nov' 89. A brief summary of results is as follows (preliminary):
depth SPT results (m) field description in blows/0.30m
0-18 18-19 19-28 28-33 33-35 35-49 49-60 60-65 65-75
silty clay transition clayey silt sandy clay silty sand sandy clay silt and peat silty clay decomposed ignimbrite
1-6 7
21-28 50-61
refusai 25-60 37-70 22-25 41-64
The preliminary field log and results of vane shear tests are given in Appendix D-2.
As this was the first boring, it was decided to take it to a depth where solid rock might exist, in order to confirm the results of the 5 géologie borings performed by CVC (sections 1.1 and 1.4). The results of PPN-1 confirm previous findings.
9
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3. Hernan Otoniel Fernandez, Juan Carlos Paez, 1986, Microzonificacion de Popayan, Apendice 4, El Sismo del Popayan del 31 de Marzo de 1983, Instituto Nacional de Investigaciones Geologico-Mineras, Ingeominas, Febrero.
10
11
Slope failure nearthe cemetary, atapproximatelyx=55730, y=65880
Permanent déformationof slope near the bankof Cauca River. Défor-mation has caused thedistortion of the open-air amphitheater insidethe army installations.Near x=51700, y=63S80
Permanent déformationof the slope and wallnext to the church ofBelen. Nearx=53410, y=61590
POPAYAN MICROZ0NATI0N STUDY NOV. 1989FIG 1 SLOPE FAILURES OR PERMANENT DEFORMATIONS CAUSED BY THE
EARTHQUAKE OF 1983K&S
POPAYAN MICROZONATION STUDY
FIG 2 LOCATIONS OF INVESTIGATIONS PERFORMED IN 1989 K&S
13
ESTRATIGRAFIA
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PERFORACION No 5 (ZONA A)
POPAYAN MICROZONATION STUDY NOV. 1989
FIG 3 TYPICAL RESULTS FROM 2 GEOTECHNICAL BORINGS PERFORMED IN 1983
K&S
«0 000
POPAYAN MICROZONATION STUDY FIG U DIVISION OFTHEAREA OF AND AROUND POPAYAN INTO ZONES A , B , C AND D
K&S — — -
NOV 1969
15
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14 O
30 m o O 5 20H
10'
10
—r— 10
CONVENCIONES
A Zona A
o Zona B
—r-70
-1— 80 50 60
LIMITE LIOUIDO ( V. J
1 r 60 70
-1 T" 80 90
CONVENCIONES
• Zona C
x Zona O
100 110
110 120 130
120 130 LIMITE LIQUIDO (•/.)
POPAYAN MICROZONATION STUDY
FIG 5 PLASTICITY CHARTS FOR SOILS OFZONES A ,B ,C AND D
NOV. 1989
K&S
16
The Photograph shows what remains of the foundationafter the building was demolished. Foundation wasbuilt on the ground surface.
POPAYAN M1CROZONATION STUDY NOV. 1989FIG 6 THE FOUNDATfONS OFONE OF THE BUILDINGS OF THE PUBENZA DEVELOPMEN
THAT WAS DESTROYED BY THE EARTHQUAKE OF 1983
K&S
60 000
V PPN-3
PN-4 O
^ o uPN-5
©PPN-2
li
Boring No
PPN-1
PPN-2
PPN-3
PPN-4
PPN-5
PPN-6
PN -1
P N - 2
P N - 3
PN-/1
P N - 5
Depth (m)
.75
60
60
60
60
ÙS
20
20
20
20
20
Remarks
Completed 8 Nov.'89
On "Cauca traverse"
Middte ofPlacer traverse-
On "Cauca traverse"
Note: PPN-1 to PPN-6 will be tested for downhole tests
POPAYAN MICROZONATION STUDY
FIG 7 PROGRAM OF NEW B0RING5 AND SEISMIC REFRACTION TRAVERSES K&S
60 000
POPAYAN MICROZONATION STUDY ^A
FIG 8 PLAN OF PREV10US AND NEW B0R1NGS K&S
LEGEND
# PREVIOUS BORING
O NEW BORING
NOV 1989 o>
19
Stones depositedby river
thick layerof mudflow
Longitudinal stone, a little above the middleof the photograph, almost vertical, is shownon the lower left of the following photograph.
Détail of the constituents of this mudflow
POPAYAN MICROZONATION STUDY NOV- 1989FIG 9 EXPOSURES OF MUDFLOW OVERLAIN BY THE RIVER DEPOSIT NEAR THE BANK
OF RIVER MOLINO (TYPICAL FOR ZONES A AND B)K&S
20
the grey layer behind the head of the geologist,extending to the right and upv/ards, is alluvialsand.
Détail of the above
POPAYAN MICROZONATION STUDY NOV- 1989FIG 10 EXPOSUREOF ALLUVIAL SAND DEPOSITED BETWEEN ASHFALLS NEAR
LOCATION OFPN-1 (ZONE D)
K&S
21
Photograph taken about 30 m south of the photo-graphs of Fig 10. It shows the contrast betweensoil types. The geologist is standing on oldmudflow that filled depresion in the pre-existingash.
Détail of the above. Finger is pointing atpebbles whose long dimension took the directionof the movement of the mudflow.
POPAYAN MICROZONATION STUDY NOV. 1989
FIG 11 EXP05URE OF MUDFLOW 30m SOUTH OF LOCATION OF FIG 10 (ZONE D)
K&S
r-i«!=»i_i>o W*=II:E>O x N G E N X I~:PÏ: :I: <*•» *:* «.
OBRAsINGEOMINAS POPAYAN
SONDEO: Ho j a :
PPN1 1 de
Co ta s 8
DirecelonsSanta Clara (POPAYAN)
FechasOct 10/89-Nov 0/89
Tabla de Aquas(Ver ANEXO)
+0.0 PerforadorsJOSE MARIA FIQUITIVA EquiposTALADRO ACKER MOUNTAINEER
<3
I*.
' y
-%*<*"
***'
Profundidides
! 0.00
V.
1.60
2.90 3.10
8.60
9 . 6 0
10 .00
• 0 . 0
•1.6
- 2 . 9 -3.1
- 8 . 6
- 9 . 6
-10.0
Clasificacion
RELLENO DE LIMO ARCILLA Y ARENA CARMELITO CLARO CON GRAVA FINA.
LII10 ARCILLO-ARENOSO AMARÏLLO Y CARIIELITq CLARO.
ARENA FINA A MEDIA ALGO LIMOSA GRIS Y CARMELITA CLARA.
ARCILLA LIMOSA CARMELITA Y AMA-RILLA CLARA CON LENTES GRISES.
ARCILLA LIMO-ARENOSA GRIS CLARA CON VETAS AMARILLAS.
ARCILLA LIMOSA AMARILLA Y CARMELITA CLARA CON RASTROS DE MATE-RIA ORGANICA.
Obtervaciones
Ml 0.10 a 0.55 m. 3/6"6/6"4/6" st.
M2 1.0 a 1.45 m. 1/6"1/6"2/6" st.
qu~ .6k/cm2 c=* .12k/cm2
M3 2.0 a 2.45 m. 1/12"1/6" st. qu« .4k/cm2 c» ,07k/cm2
M4 3.0 a 3.45 m. 0/6"1/6"2/6" st. M5-VELETA (3.70m) (Ver ANEXO) M6 4.20 a 4.85 m.
qu« 2k/cm2 c= .4k/cm2 SHELBY
F'-'resion Hinca 150psi 117 5.0 a 5.45 m .
1 /6 "1 /6 "2 /6 " st. qu- «4k/cm2 c» .08k/cm2
M8 6 .0 a 6.45 m . l/6"l/6"2/6" st. qu- -6k/cm2 c== .12k/cm2
M9 7 .0 a 7.45 ni. 1/6"2/6"2/6" st.
qu- .7k/cm2 c» .15k/cm2
M10-MELETA (7-70m) (Ver ANEXO) Mil 8.20 a 8.85 m .
qu= lfc/cm2 c= ,2k/cm2 SHELBY
Presion Hlnca 150psi M12 9 .0 a 9.45 m .
l /6"2/6"2/6" st. qu= .75k/cm2 c~ .15k/cm2
Rt = RECHAZO
r"1«£»I_ï>OMfr,::!»DO I N G E H I E R I A SE*. *=* ~.
OBRAsINGEOMINAS POPAYAN
SONDEO: PPN1 Cotas Hoja: 2 de 8
Profundidades
DirecelonsSanta Clara (POPAYAN)
FechasOct 10/89-Nov 8/0?
Tabla de Aguas(Ver ANEXO)
+0.0 PerforadorsJOSE MARIA FIQUITIVA EquiposTALADRO ACKER MOUNTAINEER
-A 10.00 ! - 10 .0
y
.*îx».
16.50
17.10
17.60
Ï0.00
-13 .8
-16.5
-17.1
-17.6
-18 .9
-20 .0
Clasificacion
ARCILLA LIMOSA LITA CLARA CON RIA ORGANICA.
AMARILLA Y RASTROS DE
CARME-riATE-
ARCILLA LIMO-ARENOSA GRIS CLARA.
LII10 ARCILLO-ARENOSO CARMELITO Y AMARILLO CLARO. ARCILLA LIMO-ARENOSA GRIS CLARA CON LENTES CARMELITOS.
ARCILLA LIMO-ARENOSA CARMELITA Y AMARILLA CLARA.
ARCILLA LIMO-ARENOSA CARMELITA CLARA CON LENTES BLANCOS.
Observaciones
M13 10.0 a 10.45 m. 2/6"2/6"2/6" st. qu=> .75k/cm2 c« .2k^cm2
MI4 11.0 a 11.45 m . 1/6"2/6"2/6" st. qu= . 5k/cm2 c~ .lk/cm2
M15-VELEETA (11.70m) (Ver ANEXO)
M16 12.20 a 12.85 m qu- 1.25k./cfn2 c= .25kycm2 SHELBY
Presion Hinca 150ps M17 13.0 a 13.45 m. 1/6"1/6"1/6" st. qu= -6k/cm2 <:= ,12k/cm2
MIS 14.0 a 14.45 m . 2/6"3/6"3/6" st.
qu- lki/cfn2 c- .2kycm2
M19 15.0 a 15.45 m . 2/6"2/6"2/6" st.
qu- »75k/cm2 c= .15k/crn2
M20-VELETA (15.70m) (Ver ANEXO) M21 16.20 a 16.85 m.
qu= 1.5k/cm2 c=> . 2 k / c m 2 SHELBY
Presion Hinca ISOpsi M22 17.0 a 17.45 m. 2/6"2/6"3/6" st. qu» .75k/cm2 c» .15k/cm2
M23 18.0 a 18.45 m . 2/6"3/6 , ,4/6 , , st.
qu= lk./cm2 c= .2k/cm2
RI * RECHAZO
H A L . D O N A D O X MOIEIIHI XIEIR: X *=» S - *=» -
Di recelons San ta Clara (POPAYAN)
OBRAïINGEOMINAS POPAYAN Fecha:Oct 10/89-Nov 8/89
Tabla de Aguas(Ver ANEXO)
SONDEO: PPN1 Cota: Ho.jas 3 do 8
+0.0 PerforadorsJOSE MARIA FIGHJITIVA EquiposTALADRO ACKER MOUNTAINEER
Profundidades
m
t
W
\¥<-
\v
/
y
•I
<%
w
m
10.00
80
?8 - 30
30.00
?0.0
"21 • 8
-28.
-30 . 0
Clisif icicion
ARCILLA LINO-ARENOSA CARIIELITA CLARA CON LENTES BLANCOS.
LlflO ARCILLO-ARENOSO CON LENTES (3RISES CLAROS Y VET AS DE MATER 1A ORSANICA.
LIMO ARCILLO-ARENOSO GRIS CLARO CON LENTES VERDES.
Observiciones
M24 19.0 a 19.50 m . 2/6"4/6"17/6" st.
qu= 1.75k/cm2 c== .35k/cm2
«25 20.0 a 20.45 m . 6/6"8/6"13/6" st.
qu« 1.75k/cm2 c~ .35k/crn2
M26 21.0 a 21.45 m . 6/6"13/6"14/6" st.
qu- 1.5k/cm2 c= .3k/cm2
1127 22.0 a 22.60 m . qu= 1.25k/cm2 c== .3k/cm2 SHELBY
Presion Hinca 400psi 1128 2 3 . 0 a 2 3 . 4 5 fn..
6 / 6 " 1 1 / 6 " 1 7 / 6 " st. qu= 2 k / c m 2 c== . 3 5 k / c m 2
M29 2 4 . 0 a 2 4 . 4 5 m. 8 / 6 " 1 2 / 6 " 1 6 / 6 " st.
qu= 1.75k/c<n2 c= . 3 5 k / c m 2
1130 25.0 a 25.45 m . 6/6"10/6"13/6" st.
No Récupère 1131 2 5 . 6 0 a 2 6 . 5 m .
7 / 6 " 9 / 6 " 1 4 / 6 " st. qu= . 7 5 k / c m 2 c= «35k/cm2
N32 2 7 . 0 a 2 7 . 4 5 m . 5 / 6 " 9 / 6 " 1 2 / 6 " st.
q u a lk /cm2 c= -25 k/on'*?
M33 2 8 . 0 a 2 8 . 4 5 m. 7 / 6 " 1 4 / 6 " 2 1 / 6 " st.
1134 2 9 . 2 0 a 2 9 . 6 5 m . 1 0 / 6 " 1 8 / 6 " 3 2 / 6 " st.
R» » RECHAZO
r-i i__:i:>OM*=»i>o X M G E : N X E : R I A ÏEÎ - *** -
OBRAï INGE0I1INAS PGPAYAN
SONDEO: Ho j a :
PPN1 '4 de 8
DireccionsSanta Clara (POPAYAN)
FechasOct 10/89-Nov 8/89
Tabla de Aguas(Ver ANEXO)
Cota: +0.0 Perforador:JOSE MARIA FIQUITIVA EquiposTALADRO ACKER NOUNTAINEËR
J.
Profundidides
: 3o.oo
C l a s i f i c j c i o n Observaciones
*A
32.60
34.50
40.00
-30.0!
LÏMO ARCILLO-ARENOSO GRIS .CLARO CON LENTES VERDES.
!M35 31.0 a 31.45 m. 12/6"24/6"37/6" st.
-32.6!
ARENA F.IN A LII*IOSA GRIS Y VERDE CLARA .
11136 33.0 a 33.28 m . 28/6"50/5" st. R*
Ï4.3!
;I*I37 35.0 a 35.45 m. 18/6"26/6"38/6" st.
ARCILLA LII10-AREN0SA GRIS Y CAR-! l'IELITA CLARA. 1*138 37.0 a 37.45 m.
5/6"9/6"18/6" st.
[1139 39.0 a 39.45 m . 8/6"14/6"26/6" st.
-40.0!
RI * RECHAZO
I "Iif=^H X > O I M I A I 1 > O X l"-«G«EiM X HiE!« X *=* ÎEÏ - rf=« ».
OBRA:INGEOMINAS POPAYAN
SONDEO: Ho j a :
PPN1 S de
Co ta : 8
DireccionsSanta Clara (POPAYAN)
FecharOct 10/89-Nov 8/89
Tabla de Agua:(Ver ANEXO)
+0.0 PerforadorsJOSE MARIA FIQUITIVA Equipe)sTALADRO ACKER MOUNTAINEER
Profundidjdes
40.00
A
m
/. ï.
/
-//, . /
y/
*H 49.30
i*\*J 50 . 00
-40.0
-48 . 8
-49-3
-50.0
Clasificjcion
ARCILLA LÏMQ-ARENOSA GRIS Y CAR-MELITA CLARA.
LIMO ARCILLO-ARENUSO GRIS Y CARMEL ITO CLARO.
TURBA CARMELI'IA OSCURA CGN ARE-NA GRIS CLARA.
Obsirvaciones
M40 41.0 a 41-43 m. 3/6"7/6"14/6" st.
M41 43.0 a 43.43 m. 7/6"11/6"24/6" st.
M42 43.0 a 45.43 m . 8/6"10/6"19/6" st.
M43 47.0 a 47.43 m. 6/6>" 9/6," 16/6" st.
M44 49.0 a 49.45 m . 18/6"24/6"43/6" st.
RI = RECKAZO
1-1 *=4i i_ r> o •—u «a» :o o x I*-I o «:E H—a x IE: R : X rt Ï S - *=*
OBRA: INGE0I1INAS POPAYAN
SONDEOs PPN1 Cota: Hoja: 6 de 8
DirecelonsSanta Clara (POF:,AYAN)
FechasOct 10/89-Nov 8/8?
Tabla de Agitas (Ver ANEXO)
+0.0 PerforadarsJOSE MARIA FIGUITIVA Equi pa:TALADRO ACKER MOUNTAIHEER
Profundidades C l a s i f i c a c i o n Observaciones
50.00
m
51.30
52.80 53.20 53.40
•4R. 58.80
V//A 60 . 00
--50. 0
-51.3
-52.8 -53-2 -53.4
-58.8
-60.0
TURBA CARMELITA 08CURA CON ARE-NA GRIS CLARA.
1145 51.0 a 51.45 m. 8/6"14/6"23/6" st.
LIMO ARCILLO-ARENOSO GRIS Y CAR-I1ELIT0 CLARO.
TURBA CARMELITA OSCURA CON ARE--NA FINA. LIMO ARCILLO-ARENOSO GRIS CLARO.
M46 53.0 a 53.45 m. 16/6"24/6"38/6" st
1147 55.0 a 55.45 m. 7/6"15/6"23/6" st.
ARCILLA LIM0-AREN09A GRIS Y VER-DE CLARA (A profundidad con VE-TAS GRISES CLARAS).
1148 57.0 a 57.45 m. 9/6"12/6"24/6" st.
ARCILLA LIMOSA CARMELITA Y GRIS CLARA.
1149 59.0 a 59.45 m. 5/6"8/6"10/6" st.
Rt = RECKAZO
s"««=*a_:»>oi-i»**:«:>o x i-iG;E«-» x tzrc x «-* s „. ^
OBR A : INGEOMI NAS POP A Y AN
DirecelonsSan ta Clara (POPAYAN)
FechasOct 10/8?--Nov 8/8?
Tabla de? Acjuas(Ver ANEXO)
SONDEGs PPN1 Cotas +0.0 perforador:JOSE I1ARIA FIQUITIVA Hoia: 7 de 8 Equipas!ALADRO ACKER MOUNTAINEER
Profundidades C l a s i f i c a c i o n Observaciones
60.00
;.oo
61 . 70
70.00
•60.0
-63.0
-61.7
-70.0
ARCILLA LIMOSA CARI'IELITA Y GRIS CLARA.
1150 61.0 a 61 ..15 m. 6/6"9/6"13/6" st.
M51 63.0 a 63.15 m. 7/6" 10/6" 15/6" st..
ARCILLA LIMOSA CARI1ELÏTA Y GRIS CLARA.
1152 65.0 a 65.15 m . 9/6"11/6"27/6" st.
ARCILLA LII10SA GRIS CLARA CON LENTES BLANC08 Y I1ICA INTERCALA-DA.
1153 67.0 a 67.15 m . 12/6"18/6"32/6" st.
1151 69.0 a 69.15 m. 9/6"26/6"38/6" st.
Rt = RECHAZO
u "i 11*11 !...._ x> o I-J tp* :«:> o x M «3 C E I- I X E IF: :.n:: K*» Ï=Ï - rf"*
OBRA: ÏNŒOI1ÏNAS PGPAYAN
SCJNDEOs PPN1 Ho ici: B de
Cota: 8
DirecelonsSanta Clara (POPAYAN)
Pécha:Oct 10/8?-Nov 0/89
Tabla (Je Agitas (Ver ANEXO)
+0.0 PerforadorsJOSE HARÏA l-ICUJITIVA Equi po : TAL.ADR0 ACKER NOUNTAÏNEER
Profundidades C l a s i f i c i c i o n Dbservaciones
70.00
m „...
-70 .0
N55 71.0 a 71.'lï 11/6"21/6"35/6'
ARCILLA LÏNOSA GRIS CLARA CON LENTES HLANCQS Y hICA 1NTERCALA-I)A.(A profundidad con ARENA FI-NA INTERCALADA). M56 73.0 a 73.45
Ï1/6"
-75 .5 Il57 75.0 a 75-lï
11/6"1V/6"36/6"
Rt = RECHAZO
VAW^u ^lea^vTlCJg • jy/jATEd T 4 S L Ç zssrrrr-r.—. . . i •
€0V3&^C3 9 >VO 1
Tectm
V-2.I-8J
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^ - • M - 8 ^
V-25.8P
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3.70
3.50
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•
-
\J M A L D O N A D O INCENIERIA S.A. SONDEO No r r r * ~
ENSAYO DE VELETA PROYECTO INGEOMINAS POPAYAN
PFRFORAnOR JOSE M. FIQUITIVA
FECHA
OCT. 21/89
OCT.23/B9
0CT.23/8S
0CT-24/BS
No
5
10
15
20
PROFUNDIDAD
3.70
7.70
11.70
15.70
TORQUE Lb«/in
Maximo
550
250
400
425
Rm 1
400
200
175
225
Rm 2
125
150
150
200
Rm 3
100
125
150
2.00
RESISTENCIA AL CORTE Kovfcm2
Maximo
I.B
0-8
1.3
1.4
Rm 1
1-3
0-65
0.6
0.7
Rm 2
0.4
0.5
0.5
0-6 5
Rm 3
0.3
0-4
0.5
0.65
1
•
i
ANEXO E
AMENAZA SISMICA Y
RESPUESTA DE SUELOS
A . SARRIA
De acuerdo con lo propuesto incialmente y de acuerdo con los resultados de la reunion del grupo técnico el jueves 2 de noviembre en las oficinas de Ingeominas en Popayân y con la reunion del lunes 6 de noviembre en el Hôtel Tequendama entre los ingenieros Aris Stamatopoulos y Dimitri Papastamatiou de grecia y Carlos Eduardo Bernai y Alberto Sarria de Colombia, esta es aproximadamente la metodologia que se seguirâ para evaluar la amplificacion del subsuelo en el ârea urbana de Popayân.
En primer término se debe evaluar el riesgo sismico, luego se debe generar una f amilia de acelerogramas que se correrân a través del subsuelo en cada uno de los aproximadamente diez a doce sitios de perforation y por ûltimo, se generarân los espectros de amplificacion entre la roca base y la superficie. A continuation se resumen los diferentes puntos que se requieren para adelantar este anâlisis.
A ) AHEA&BI2S 9S& £g§SS0 8S98869
Consiste en la évaluation de la aceleracion mâxima probable en la roca base conformada por las rocas volcânicas Uamadas ignimbritas; se estima que la profundidad média de este basamento es de unos setenta métros por debajo del terreno natural en el ârea urbana de Popayân. Para ello se formularâ un modelo sismo tectônico régional a partir de un ârea circular de 200 k m de radio dentro de la cual hay una sismicidad y unos fallamientos m a s o menos conocidos.
El modelo emplearâ la técnica de la "Linea Fuente" para integrar las diferntes fuentes sismogénicas régionales, que desde ahora se sabe son las siguientes: Zona de Subduction, Falla Cauca, Falla Romeral y Fallas del lado oriental. Por otra parte a nivel puramente local existen una série de fallas activas de menores dimensiones que pueden producir sismos de magnitud entre moderada y baja, pero m u y cercanos a las construcciones y por lo tanto m u y déstructures, como el de 1.736 y el de 1.963-
De esta manera se conforma un riesgo gobernado por las fuentes siguientes:
1
Zona de Subducciôn con magnitudes en el orden de ocho o superiores, cuyas ondas llegarân a Popayân con dominancia de periodos promedio en el orden de 0.5 segundos. La aceleracion sobre la roca base probablemente no resuite m u y elevada, esta por evaluarse, pero con posibilidades de acoplamiento con las frecuencias dominantes del subsuelo, de tal m o d o que las amplifique significativamente.
Ruptura de la Falla Romeral en las inmediaciones de Popayân. Esta posibilidad puede generar sismos de alta magnitud, del tipo 7,5 0 similar, que de ocurrir cerca de la ciudad resultarian devastadores. La destruirian en un m u y alto porcentaje. porque las construcciones térreas aunque se han reforzado, dificilmente resistirian un sismo de estos con duracién de su fase intensa superior a 25". Los periodos dominantes de un sismo de esta magnitud corresponden a los de un ruido blànco aproximadamente, entre m u y corto periodo y periodos superiores a un segundo.
Ruptura de una de las fallas locales, con resultados de acelerogramas de alta aceleracion, picos de poca duracion y altas aceleraciones verticales, tal vèz superiores a las horizontales. Este sismo tendra una magnitud similar a la del sismo de 1.9Ô3 y una alta capacidad de dsetmcciôn sobre las construcciones de periodo corto.
A cada una de las très posibilidades, le corresponderé un acelerograma sintético, 0 se podrâ ensayar alguno que haya ocurrido en condiciones semejantes.
Asi termina el anâlisis del riesgo sismico, el cual se adelantarâ con una base esencialmente probabilistica, suponiendo un proceso Poisoniano de génération de sismos futures. Para el caso de los sismos m u y cercanos, se estimarâ una magnitud con base en un anâlisis razonable y la évaluation de la aceleracion mâxima probable se convertira en algo esencialmente deterministico.
Para poder cumplir con este metodologia. los geôlogos deben entregar a Alberto Sarria los resultados de su investigation de neotecténica.
Obtenidos los acelerogramas sobre el basamento rocoso, se trata de propagarlos por los subsuelos encontrados en cada uno de los sondeos que se estân ejecutando en la actualidad. Para elo, se harân algunas corridas de
2
prueba con modelos simulados, con el fin de analizar la sensibilidad de los resultados a la position de las ignimbritas; los resultados se harân conocer al grupo europeo tan pronto estén disponibles.
En cada sondeo principal, se formularâ un modelo geométrico y mecânico, que prétende establecer la estratificatiôn de las diferentes capas hasta las ignimbritas y las propiedades de môdulo de cortante G en funciôn de la profundidad, amortiguamiento Ç con respecte al critico en funciôn de la profundidad y densidad p en los mismos términos. Con este modelo y con el programa SHAKE se analizarân los espectros de respuesta de cada uno de los très acelerogramas sintéticos, en las ignimbritas y en la superficie del terreno natural.
La diferentia, frecuencia a frecuencia, entre las ordenadas de los espectros de respuesta en superficie y en el basamento, conduce a la notion de espectro de amplification. Este espectro indica que tanto, para cada frecuencia, la senal que entra por el basamento es amplificada por el suelo volcanico que reposa sobre este. Estos resultados se deben tradutir al factor S del suelo de Popayan, para ser recomendados a nivel local como apoyo al Codigo Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes. Debe recordarse que el Codigo no se puede cambiar; solo se hacen recomendationes para su adecuaciôn local, las cuales deben ser adoptadas por el Munitipio de Popayan, para que queden oficialmente pertenecientes al Codigo en la componente puramente local.
Para poder desarrollar esta labor, el modelo del subsuelo se deberâ formular de manera concertada entre el grupo técnico europeo y el grupo de ingenieros colombianos.
Mientras no se disponga de las velocidades de onda S y de las informaciones de estratificacién. no sera posible llegar a modelos m a s représentatives que aquellos actualmente disponibles.
Se harân corridas de prueba con ciertos acelerogramas para tener una idea de la sensibilidad de la amplification a la profundidad de la roca base y a las caracteristicas mecânicas del môdulo G y al amortiguamiento. Los resultados se harân conocer al grupo europeo inmediatamente estân disponibles.
Todo el trabajo se harâ de manera concertada entre el grupo europeo y el grupo colombiano. La concertation en busqueda del resultado final, se ira
3
logrando poco a poco, en la medida en que vayan apareciendo las informaciones de la investigation geotécnica que en la actualidad se adelanta.
ALBERTO SARRIA
Bogota, noviembre 7 de 1.9Ô9
4
ANEXO F
VULNERABILIDAD
DE LAS ESTRUCTURAS
DE POPAYAN
L. VELASCO
L U I S F. V t l A S C O A N G U L O
INGENIERO CIVIL
Carreia 7A I9N-63 Teletono 33805
Popayan - Colombij
INGEOMINAS
PROYECTO DE MICROZONIFICACION DE POPAYAN
VULNERABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS
METODOLOGIA PARA SU EVALUACION
POPAYAN
NOVIEMBRE DE 1.989
CONTENIDO
pâg.
1. TIPO DE EDIFICIO 1 1.1 TIPO 1 1
1.2 TIPO 2 1
1.3 TIPO 3 1
2. PARAMETRO DE VULNERABILIDAD SISMICA BASICA (Pv) 1
3. PARAMETRO DE ALTURA (Ph) 3
4. FACTOR DE SISMICIDAD GENERAL (fc) 4
5. VULNERABILIDAD (Vs) 5
1. TIPO DE EDIFICIO
Se ubica cada edificio dentro de uno de los très grupos
siguientes:
1.1 TIPO 1
Arquitectura clâsica espanola de los siglos XVIII y XIX
con intervenciones o sin ellas, cualquiera que sea el ano
de su construcciôn.
1.2 TIPO 2
Edificaciônes cuyos elementos principales de construc
ciôn son el ladrillo cocido y el mortero de cemento con
o sin elementos de concreto reforzado.
1.3 TIPO 3
Edificios con estructuras aporticadas de concreto refor
zado y paredes ûnicamente como elementos divisorios (ta-
biques).
2. PARAMETRO DE VULNERABILIDAD SISMICA BASICA (Pv)
Clasificaciôn y calificaciôn de los elementos estructu-
rales. (Cuadro 1) .
En cada edificio se distinguen 5 grupos de elementos es-
L U I S F V E L A S C O A N G U L O
INGENIERO CIVIL Carrera 7A 19N-63
Tekiono 33805 Popayân - Colombia INGEOMINAS
PROYECTO DE MICROZONIFICACION DE POPAYAN
VULNERABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS
NOVIEMBRE 10 DE 1.989: AVANCE DEL ESTUDIO
De acuerdo con la propuesta formulada a Ingeominas con
fecha 9 de diciembre de 1.988 y discutida con el Doctor
Pierre Mouroux posteriormente, se procediô a ejecutar el
estudio de la vulnerabilidad de algunas estructuras de
Popayân.
Hasta la fecha se ha efectuado:
1. EVALUACION DE LA VULNERABILIDAD
Se ha perf eccionado una inetodologia que ademSs de evaluar
cualitativamente la vulnerabilidad de las edificaciones
como aparece en la propuesta inicial, lo hace cuantita-
tivamente, dando como resultado un conocimiento roSs pre-
ciso del estado de cada edificaciôn en particular y del
grupo en gênerai, y permite comparar su posible compor-
tamiento frente a eventos sîsraicos de mayor intensidad.
2. TRABAJO DE CAMPO
Fueron 143 los edificios escogidos para este estudio, de
acuerdo con los criterios acordados con Ingeominas. De
esos 143 se ha hecho la inspecciôn de 109 (76%) por.Per
sonal especialmente entrenado. De estos, 5 serân nueva-
mente revisados por el autor por presentar indicios de
alta vulnerabilidad. De los 34 edificios restantes, el
autor ha intervenido directamente en 7 y tiene conoci-
L U I S F. V E L A S C O A N G U L O
INGENIERO CIVIL
Carrera 7A 19N-63 2
ïtlefono 33805
Popayân - Colombia
miento por informaciôn dada por proyeetistas y construc-
tores de otros 10, lo que significa que falta por efec-
tuar el trabajo de campo de 22 edificios (15%).
3. EVALUACION
Se ha aplicado la metodologîa a 16 C11%L de los edificios
estudiados.
4. CRONOLOGIA PARA CONCLUSION DEL ESTUDIO
Para el prôximo 18 de noviembre, fecha prevista para la
visita del Profesor Tasius, se tendra la evaluaciôn de
los restantes 93 edificios ya levantados mSs los 17 co-
nocidos directamente por el autor del estudio, para un
total de 126 (88%} .
El trabajo de campo de 22 (15%) edificios faltantes es-
tarâ listo el 15 de diciembre y la evaluaciôn de la pri
mera etapa (vulnerabilidad frente a intensidades iguales
a las del terremoto de 1.9 83) quedarâ concluîda el 20 de
diciembre.
La evaluaciôn de la vulnerabilidad ante eventos sîsraicos
de mayor intensidad se podrâ efectuar cuando se conozean
los espectros de los suelos de PopaySn, lo que a su tur-
no permitirâ fijar con mayor exactitud el valor de la am-
pliaciôn de la vulnerabilidad (A), tanto en funciôn del
espectro como.de la respuesta.
L U I S F V E L A S C O A N G U L O
INGENIERO CIVIL
Carrera 7A I9N-G3
Telefono 33605 Popayan - Colombia
5. ANEXOS
Se incluyen los siguientes anexos:
5.1 Metodologîa para la evaluaciôn de la vulnerabilidad.
5.2 Listado de los edificios que estân siendo estudia-
dos.
LUIS F. VELASCO ANGULO
Popayân, noviembre 11 de 1.9.89.
CUADRO 1. VALORES MINIMOS DE VULNERABILIDAD
Grupo de Elementos Estructurales
1. Fundaciones Terreno
2. Elementos partantes verticales
3. Entrepisos y escaleras
Factor de Ponderaciôn fP
Tl
0.10
0.25
0.20
T2
0.15
0.25
0JL5
13
0.20
0.25
0.10
Materiales
1. Piedra y tierra 2. Ladrillo y tierra 3. Concreto ciclôpeo 4. Concreto reforzado (T3) 5 Cnndiciones del suelo + 1. Bahareque 2. Adobe (tierra secada al sol) 3. lapla (tierra plsada) 4. Œapia y ladrillo pegado con
cal y canto. 5. Ladrillo pegado con cal y canto 6. Ladrillo pegado con mortero de
cemento. 7. Columnas de concreto reforzado
(13).
Vulnera-bilidad tànima
V)
30 20 10 5 5 50 80 50
40 30
10
5
1. Vigas de madera, barbacoa,de caria brava, tierra y ladrillo. j 30
2. Vigas de madera, barbacoa de caria brava, durmientes y pinotea. T 20
3. Vigas de madera, losa de concreto reforzado y piso duro. 15
4. Losa nervada de concreto'reforzado y piso duro. 10
5. Vigas de carga, losa de concreto reforzado (T3). 5
3
Grupo de Elementos Estructurales
4. Conectividad de paredes, vigas de amarre, detalles estructurales.
5. Techos
6. Estado gênerai - forma
Factor de Ponderaciôn fp
n 0.15
0.20
0.10
T2
0.20
0.15
0.10
T3
0.25
0.10
0.10
Mater laies
1. Paredes sln vigas de amarre 2. Paredes oon vigas de amarre 3. Detalles estructurales (T3)
A. Bsfcroctura 1. Par y nudillo 2. Correas de madera sobre moji-
nete. 3. Correas y cerchas de madera 4. Correas y cerchas metâlicas 5a Plaça concreto (Tl y T2) 5b Plaça concreto (T3) B. Cubierta. A los valores obte-
nidos de la calificaciôn ante-rlor se anaden los slgulentes. valores fijos para calificar el grupo 5.
6. Teja de barro sobre barbacoa de cana brava.
7. Teja de barro. 8. Teja de asbesto canento
1. Tipos 1 y 2 2. Tipo 3
Vulnera-bilidad Minlma
V
60 10-40 5
30
25 20 9 10 5
10 5 1
10
5
Paramètre de vulnerabilidad sîsmica bâsica Pv = Z6 fpn x v^ (Ec.l)
4
tructurales y una calificaciôn de estado gênerai. A cada
una de estas divisiones se asigna un factor de pondera-
cI6n f fraccionario, cuya suma es Igual a 1.
Luego se asigna una calificaciôn de 5 a 100 a cada grupo
de elementos que sera luego multiplicada por el factor
de ponderaciôn f , donde 5 significa condicionesde acuer-
do con las regulaciones técnicas bâsicas y 100 significa
que no satisface ninguna de esas regulaciones.
Esta calificaciôn dépende de la clase de materiales y de
su estado. Para cada clase se ha fijado un valor mînimo
para condiciones ôptimas y el valor de 100 ya mencionado
para condiciones de vulnerabilidad total. El parâmetro de
vulnerabilidad sîsmica bâsica Pv se obtiene multiplican-
do el factor de ponderaciôn por la calificaciôn de lavul-
nerabilidad obtenida y sumando los valores de los 6 gru-
pos.
PY - ll fPn
x vn C ZC'1*
Sin embargo, si uno cualquiera de' los valores de vulne*-
rabilidad es igual a 100, se descartan los otros cinco y
el valor de Pv sera igual a 100.
3. PARAMETRO DE ALTURA (Pn)
El efecto de la altura en edificios de los tipos 1 y 2
se tiene en cuenta mediante la introducciôn del parâme
tro Pn indicado a continuaciôn, donde dh es la altura de
entrepisos.
Ph
1 a 2 pisos 0
5
Ph
2 Pisos,
3 Pisos,
3 Pisos,
4 Pisos,
4 Pisos,
Iglesias
dh > 3.5 m.
âh < 3.5 m.
dh > 3.5 m.
dh < 3.5 m.
dh > 3.5 m.
6
6
22
12
24
24 a 40
4. FACTOR DE SISMICIDAD GENERAL (fc)
Los valores de vulnerabilidad minima asignados a cada
uno de los materiales de los diferentes elementos, asî
como la calificaciôn dada entre ese valor -minime y 100,
se fijan tomando en cuenta su comportamiento en el terre-
moto de Popayân del 31 de marzo de 1.9 8 3 y su estado ac-
tual.
Para facilitar la comparaciôn entre el riesgo sismico re-
lativo de edificios semejantes ubicados en zonas de di-
ferente intensidad, o si se desea evaluar la vulnerabi
lidad de esos mismos edificios ante la eventualidad de
un sismo de una intensidad mayor, se ha introducido un
factor relacionado con la sismicidad gênerai, dado por
la expresiôn:
fG = A U " it>) CEc.21
Donde,
A = Ampliaciôn de la vulnerabilidad de un grado de
intensidad en la escala MM al siguiente.
i = Valor numérico igual al de la intensidad en la
escala MM.
i, = Valor numérico de la intensidad en la escala
MM que se ha tomado como base de comparaciôn.
6
Para una primera discusiôn se han asignado los siguientes
valores dentro de la ecuaciôn anterior:
A = 1,5 Este valor es el que acerca mâs la cur-
va de Ps aquî propuesta a la desarro-
llada por Sheppard y Lutman.
ib = 7 Se ha tomado la intensidad VII en la
escala MM como punto de comparaciôn ,
porque en el piano de intensidades del
terremoto de Popayân de 1.983 es la
que tiene mayor cobertura.
También permite toraar en cuenta las condiciones locales
del suelo anadiéndole un décimal al valor numérico ente-
ro de la escala MM:
Suelo rocoso :
Suelo intermedio :
Suelo blando :
0.0 0.3
0.6
(Sll
(S2)
(S3)
5. VULNERABILIDAD (Vs)
La vulnerabilidad sismica esta expresada por la ecuaciôn:
Vs = Ps x fG (Ec 3)
Donde:
Ps = Pv + Ph (Ec 4)
Los valores asî obtenidos podrân variar entre 0 y 200 y
la evaluaciôn final podrâ ser asl:
T
VULNCRABIUDAD SISMICA
8
Vs entre 0 y 50 , seguros.
Vs entre 51 y 100 , dudosos, reguieren révision.
Vs > 101 , inseguros, reguieren interven-ciôn.
A 2, Z A 5 fm
i e <\ \o KK
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31 34 33 5.1 .3S... x 5? 38 9.1. 4o 4f 4 ^ 43 44 A S AL
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JLttuductp T u A c a n , À»tu*<Cucto T « * t ^ Z ^ >
Cevrtroi t«\t{«y«'c* C A . M -&Hlf#»( +t\f{ow*'e«. *a*{u C / a m ,
A_«exo n o r m a l •stnoriC^. KbrruAl VarontS J . ï . C a r o
Si€\*ej,t<r : Social Ï ^ U C A G .
Inj-H+uio D p n . B o s t o Evtu*\i Toi « ^ : (*c\a. v\ U : £
H u k W A f toU H-V Hi^os S O A H » \~ucics.
Zic:ftlïntkTco..José .<i«.Cale{a$ Esc, tMi»i. L o s S a u c e s & ç . J»ù(tfr Hftnuçl J . pfc<jt/(rt«. Hanycle* B e l f m w El î>ert'n Jorge F . 6oifr*n
Fîrîimcip àr H * y b
rlixt*, |»»5 Cotnuhtroi
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15-i? 15-l ilWo
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TeoTro «fPayan
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ANEXO G
PROGRAMA DE FORMACION
Y ADESTRAMIENTO
DE LOS PROFESIONALES
COLOMBIANOS
- COSTOS -
PROGRAMME DE FORMATION
POUR LES PROFESSIONNELS COLOMBIENS
1 — EN EUROE>E < FRANCE ET GRECE )
A - FORMATION EN GEOTECHNIQUE STATIQUE ET DYNAMIQUE EN GRECE
- PROGRAMMES
• Caractérisation du mouvement sismique;
4 Comportement des sols sous chargements statiques et
dynamiques;
• Rappels des principaux problèmes de géotechnique statique:
fondations, soutènements, mouvements de terrain;
• Mesure des caractéristiques dynamiques des sols;
• Réponse sismique du sol;
• Liquéfaction des sols;
• Problèmes de géotechnique dynamique concernant les fondations
(en particulier profondes), les soutènements, les mouvements de
terrain;
• Notions d'interaction sol-structure.
- LIEU DE FORMATION
Athènes, auprès de La société ADK-KS.
- FORMATEURS
MM. STAMATOPOULOS et PAPASTAMATIOU.
- DUREE
2 mois pour un ingénieur colombien.
- COUT
Personnel Organismes
colombien européens
. Voyage : 1 2.000 Ecus
. Per Diem : 2.000 Ecus x 2 4.000 Ecus
. Coût de formation en Grèce :
7.500 Ecus x 2 15.000 Ecus
6.000 Ecus 15.000 Ecus
B - FORMATION EH EXPLOITATION DE NOUVEAUX MODELES DYNAMIQUES
EN FRANCE (BRGM-ORLEANS)
- OBJET
Utilisation de deux programmes récents de réponse de site sous
actions sismiques, par des méthodes de type sismologique et dynamique des
sols.
- PROGRAMME
Le logiciel utilisé est le logiciel GEFDYN (statique et
dynamique des sols). Il a été mis au point en liaison avec l'Ecole
Centrale de Paris (Professeur AUBRY) par H. MODARESSI. Il est prévu de
montrer toutes les possibilités de ce programme grâce à des exemples
traités récemment :
• Influence des éléments paraxiaux à la frontière du modèle qui
permettent de restituer l'action sismique à l'infini.
Développement théorique et numérique.
• Cas d'une vallée fermée composée de sable lâche;
• Cas d'un sommet de versant semi-infini;
• Application à des cas ayant été rencontrés par les
ingénieurs colombiens : exemples de POPAYAN, BOGOTA.
• Influence de la prise en compte de la deuxième et de la
troisième dimensions sur la réponse d'un site à des actions
sismiques.
• Influence de l'eau, par l'introduction de la théorie de BIOT.
• Influence du comportement non linéaire des sols, par la prise
en compte d'une loi élasto-plastique.
Parallèlement à l'utilisation du programme GEFDYN, d'autres
programmes classiques seront utilisés (SHAKE, avec une loi de comportement
linéaire équivalent, et un programme multicouche monodimensionnel en
VISCO-élastique) et des comparaisons seront réalisées.
Les ingénieurs colombiens seront placés dans les conditions
réelles d'utilisation courante de ces outils de calcul.
Les calculs seront réalisés soit au BRGM (matériel VAX) soit à
l'Ecole Centrale (matériel ALLIANT-APOLLO) selon la complexité des modèles
qui seront traités.
- LIEU DE FORMATION
• Orléans, au BRGM;
• Chatenay-Malabry (Paris), à l'Ecole Centrale de Paris.
- FORMATEURS
MM. MODARESSI, MOUROUX, MICHALSKI
- DUREE
3 mois pour 2 ingénieurs colombiens.
- COUT
Personnel
colombien
Organismes
européens
• voyages : 2x2.000 ECU
• Per Diem : 2.000 ECUx2x3
• Coût de formation en
France : 7.500x6
4.000 ECU
12.000 ECU
45.000 ECU
16.000 ECU 45.000 ECU
C - FORMATION EN BANQUE DE DONNEES DE SISMICITE HISTORIQUE EN FRANCE
PROGRAMME
• Méthodologie de recherche systématique des données du
sismicité historique;
• Critique des données : définition des niveaux de fiabilité
concernant l'intensité épicentrale et la localisation de
l'épicentre;
• Structure du fichier "SIRENE" de la sismicité de la France
(BRGM (*), CEA (**), EDF (***);
• Informatisation du fichier SIRENE historique et état actuel;
utilisation du logiciel ORACLE :
• Entrée des données, mise à jour,
• Sortie des données sur listings, sur graphiques, etc.
LIEU DE FORMATION
• Orléans, Marseille, au BRGM
FORMATEURS
MM. GODEFROY, LAMBERT.
(*) Bureau de recherches géologiques et minières
(**) Commissariat à l'Energie Atomique
(***) Electricité de France
DUREE
1,5 mois pour un ingénieur colombien.
COUT
Personnel
colombien
Organismes
européens
• Voyage : 1
• Per Diem : 2.000 ECUxl,5
• Coût de formation en
France : 7.500 ECUxl,5
2.000 ECU
3.000 ECU
11.250 ECU
5.000 ECU 11.250 ECU
D - FORMATION EN NEOTECTONIQUE EH FRANCE (BRGM)
PROGRAMME
A Orléans :
• Initiation aux méthodes suivantes :
• Nivellements comparés (géodésie) par N. LENOTRE
• Analyse morphostructurale par A. COLLEAU
• Télédétection (traitement des images) par P. DUTARTRE
Durée 5 jours ouvrables
A Marseille :
• Prise en compte des résultats antérieurs :
• a - Télédétection
• b - Morphostructurale
• c - Nivellements
• d - Analyse structurale des déformations récentes
Durée : a à c : 5 jours ouvrables
d : 5 jours ouvrables
• Application à un secteur particulier (ex. Nord du plateau de
Valensole, entre la faille de la Durance et le chevauchement de
Digne, ou bien plaine d'Avignon, Carpentras, Cavaillon, entre
les failles de Nîmes et de Salon-Cavaillon) :
Avec mise en oeuvre des techniques a à d.
Durée : a à c : 5 jours ouvrables
d : 10 jours ouvrables
• Interprétation, synthèse et rapport
Durée : 10 jours ouvrables
LIEU DE FORMATION
Orléans BRGM, puis Marseille BRGM
FORMATEURS
Voir ci-dessus
DUREE
2 mois pour un ingénieur colombien
COUT
Personnel
colombien
Organismes
européens
• Voyage : 1
• Per Diem : 2x2.000 ECU
• Coût de la formation en
France : 2x8.500 ECU
2.000 ECU
4.000 ECU
17.000 ECU
6.000 ECU 17.000 ECU
2 — E N C O L O M B I E
A - FORMATION ET TRANSFERT DE TECHNOLOGIE EN NEOTECTONIQUE
PROGRAMME
• Rappels et travaux pratiques sur les définitions de base et
les méthodes d'étude.
Notions sur la fracturation des roches, les méthodes d'analyse
microtectonique des failles et de leurs stries, les diagrammes
stéréographiques et les méthodes d'études automatiques
(informatique).
Télédétection et analyse géomorphologique des déformations
récentes. Notions générales et approche en contexte andin.
Paléosismicité : différentes méthodes d'étude.
Durée : 10 jours ouvrables.
• Mise en pratique par études sur le terrain :
Etudes tectoniques, microtectoniques et de géomorphologie
structurale appliquées à la néotectonique: relevés de terrain et
cartographie.
Région de POPAYAN et de la vallée du CAUCA de POPAYAN à PASTO,
vers le Sud, et jusqu'à CALI vers le Nord.
Durée : 15 jours ouvrables.
• Traitement des données, analyse, synthèse et conclusions.
Durée : 15 jours ouvrables.
LIEU DE FORMATION
Région de POPAYAN, CALI, PASTO, vallée du CAUCA.
FORMATEURS
MM. J.L. BLES et B. SAURET
DUREE
2 mois pour 2 ingénieurs européens à destination de x ingénieurs
colombiens.
LOGISTIQUE
Assurée par INGEOMINAS (véhicules, informatique, dactylographie,
dessin, reproduction).
COUT
Organismes
colombiens
Organismes
européens
• Voyages : 2x2.000 ECU
• Per Diem : 4x3.000 ECU
• Coût de formation en
Colombie : 4x8.500 ECU
• Logistique en Colombie
4.000 ECU
12.000 ECU
34.000 ECU
6.000ECU
6.000 ECU 50.000 ECU
B - FORMATION ET TRANSFERT DE TECHNOLOGIE EN SISMOLOGIE DE L'INGENIEUR
PROGRAMME
• Généralités sur l'origine des séismes et la séismicité du
globe;
• Sismogénèse : mécanismes et modèles de genèse des séismes
(nature, caractéristiques, etc);
• Ondes sismiques;
• Notions de base : foyer, épicentre, énergie et magnitude,
moment sismique et chute de contrainte, intensité,
enregistrement des séismes et surveillance de l'activité
sismique, exploitation des sismogrammes (la détermination des
épicentres, de la profondeur du foyer, etc), notion de crise
sismique (précurseurs, répliques, mécanismes au foyer des
séismes), enregistrement des mouvements forts (accélérographes,
dépouillement et traitement des accélérogrammes).
• Sismotectonique :
• principes et données de base pour l'analyse sismotectonique :
données de sismicité historique et instrumentale, données
tectoniques et néotectoniques, données géophysiques et
géodynamiques;
• synthèse sismotectonique, notion de provinces
sismotectoniques.
• Notion de zone sismogène
• failles et structures actives,
• définition des zones sismogènes.
• Méthodes probabilistes d'évaluation de l'aléa sismique
• principes généraux des méthodes d'évaluation de l'aléa
sismique,
• traitement statistique des données de sismicité : lois de
distribution dans le temps, lois de distribution des magnitudes,
etc,
• lois d'atténuation,
• élaboration des cartes d'aléa sismique; interprétation.
LIEU DE FORMATION
POPAYAN et BOGOTA
FORMATEUR
M. GODEFROY
PUREE
1 mois d'un ingénieur européen pour x ingénieurs colombiens.
LOGISTIQUE
Assurée par INGEOMINAS
COUT
Organismes Organismes
colombiens européens
2.000 ECU
3.000 ECU
8.500 ECU
2.000 ECU
2.000 ECU 13.500 ECU
• Voyage : 1x2.000 ECU
• Per Diem : 1x3.000 ECU
• Coût de formation en
Colombie : 1x8.500
• Logistique en Colombie
C - FORMATION EN GEOTECHNIQUE INCLUANT LA DYNAMIQUE DES SOLS
ET LA REALISATION D'UN MICROZONAGE SISMIQUE
PROGRAMME
• Comportement des sols sous changements statiques et
dynamiques ;
• Principaux problèmes de géotechnique statique : fondations,
soutènements, mouvements de terrain;
• Mesure des caractéristiques dynamiques des sols;
• Réponse sismique du sol;
• Liquéfaction;
• Problèmes de géotechnique dynamique : fondations,
soutènements, mouvements de terrain;
• Mise en oeuvre d'une cartographie de microzonage sismique.
LIEU DE FORMATION
POPAYAN, BOGOTA
FORMATEURS
MM. MOUROUX ou STAMATOPOULOS
DUREE
1 mois d'un ingénieur européen pour x ingénieurs colombiens.
. Voyage : 1 x 2.000 Ecus
. Per Diem : 1 x 3.000 Ecus
. Coût de La formation en
Colombie : 1 x 8.500 Ecus
. Logistique en Colombie
Organismes Organismes
colombiens européens
2.000 Ecus
3.000 Ecus
8.500 Ecus
2.000 Ecus
2.000 Ecus 13.500 Ecus
PROGRAMME DE FORMATION
POUR LES PROFESSIONNELS COLOMBIENS
RESUME DE S C O U T S
1 - EN EUROPE
Personnel Organismes
colombien européens
ECUS ECUS
A. Géotechnique statique et dynamique
des sols - 1 colombien - 2 mois 6.000 15.000
B. Nouveaux modèles dynamiques
2 colombiens - 3 mois 16.000 45.000
C. Banque de données de sismicité
historique - 1 colombien - 1,5 mois 5.000 11.250
D. Néotectonique - 1 colombien - 2 mois 6.000 17.000
Sous-total 1 33.000 88.250
2 - EN COLOMBIE
A. Néotectonique - 2 ingénieurs - 2 mois 6.000 50.000
B. Sismologie de l'ingénieur
1 ingénieur - 1 mois 2.000 13.500
C. Géotechnique et dynamique des sols
1 ingénieur - 1 mois 2.000 13.500
Sous-total 2 10.000 77.000
TOTAL 1 + 2 43.000 165.250
soit 308.250 Ecus
R30594