universidad tÉcnica particular de loja la...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja
ÁREA TÉCNICA
TÍTULO DE INGENIERO EN GEOLOGÍA Y MINAS
Estudio gravimétrico de la transversal meridional de la cordillera de los
Andes, con fines de evaluación tectónica y profundidad cortical del basamento.
Tramo La Maná-Ambato-El Puyo.
TRABAJO DE TITULACIÓN.
AUTOR: Armijos Encarnación, Jaime Andrés.
DIRECTOR: Tamay Granda, José Vidal, M.Sc.
CO-DIRECTOR: Soto Luzuriaga, Jonh Egverto, M.Sc.
LOJA – ECUADOR
2017
Esta versión digital, ha sido acreditada bajo la licencia Creative Commons 4.0, CC BY-NY-
SA: Reconocimiento-No comercial-Compartir igual; la cual permite copiar, distribuir y
comunicar públicamente la obra, mientras se reconozca la autoría original, no se utilice con
fines comerciales y se permiten obras derivadas, siempre que mantenga la misma licencia al
ser divulgada. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es
2017
II
APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN
Master.
José Vidal Tamay Granda
DOCENTE DE LA TITULACIÓN
De mi consideración:
El presente trabajo de titulación: Estudio gravimétrico de la transversal meridional de la
Cordillera de los Andes, con fines de evaluación tectónica y profundidad cortical del basamento.
Tramo La Maná-Ambato-El Puyo, realizado por Armijos Encarnación Jaime Andrés ha sido
orientado y revisado durante su ejecución, por cuanto se aprueba la presentación del mismo.
Loja, septiembre del 2017
f
III
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS
Yo, Armijos Encarnación Jaime Andrés declaro ser autor del presente trabajo de titulación:
Estudio gravimétrico de la transversal meridional de la Cordillera de los Andes, con fines de
evaluación tectónica y profundidad cortical del basamento. Tramo La Maná-Ambato-El Puyo, de
la Titulación de Ingeniería en Geología y Minas, siendo José Vidal Tamay Granda director del
presente trabajo; y eximo expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y a sus
representantes legales de posibles reclamos o acciones legales. Además certifico que las ideas,
conceptos, procedimientos y resultados vertidos en el presente trabajo investigativo, son de mi
exclusiva responsabilidad.
Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 88 del Estatuto Orgánico de la
Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente textualmente dice: “Forman
parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones, trabajos
científicos o técnicos y tesis de grado que se realicen a través, o con el apoyo financiero,
académico o institucional (operativo) de la Universidad”
f
Autor: Armijos Encarnación Jaime Andrés.
Cédula: 1105796393
IV
DEDICATORIA
Dedico este proyecto a Dios por ser el inspirador para cada uno de mis pasos dados en mi
convivir diario; a mis padres por ser el pilar fundamental en todo lo que soy y lo que hago,
además de ser mi ejemplo de superación, valentía, determinación, humildad y cariño. A mis
hermanos y a mi familia en general, porque me han brindado su apoyo incondicional y por
compartir conmigo tantos momentos.
Jaime.
V
AGRADECIMIENTO
Mi agradecimiento a la Universidad Técnica Particular de Loja por darme la oportunidad de
estudiar y formarme profesionalmente en sus instalaciones, e indistintamente a la carrera de
Ingeniería en Geología y Minas. Agradecimiento especial al M.Sc. José Vidal Tamay Granda,
director del presente proyecto de tesis, quien aportó con sus valiosos conocimientos y
experiencia para el desarrollo del mismo.
Mi sincero agradecimiento a los docentes, compañeros y amigos con quienes compartimos
conocimientos y amistad durante mi carrera universitaria.
Para culminar esta sección, agradezco de todo corazón a mi familia.
VI
ÍNDICE DE CONTENIDOS
CARATULA. ................................................................................................................................ I
APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ............................................ II
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS ...................................................... III
DEDICATORIA .......................................................................................................................... IV
AGRADECIMIENTO ................................................................................................................... V
ÍNDICE DE CONTENIDOS ........................................................................................................ VI
ÍNDICE DE FIGURAS .............................................................................................................. VIII
ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................................. IX
RESUMEN .................................................................................................................................. 1
ABSTRACT ................................................................................................................................ 2
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 3
ANTECEDENTES ....................................................................................................................... 4
OBJETIVOS ............................................................................................................................... 5
CAPÍTULO I ................................................................................................................................ 6
GENERALIDADES ..................................................................................................................... 6
1.1.- Ubicación geográfica del área de estudio. .......................................................................... 7
1.2.- Geología Regional. ............................................................................................................. 9
1.2.1.- Geología de la Cuenca Oriente y la Zona Sub-Andina. .............................................. 10
1.2.2.- Geología de la Cordillera de los Andes. ..................................................................... 13
1.3.- Contexto Tectónico Regional. ........................................................................................... 22
1.3.1.- Subducción de placas. ............................................................................................... 22
1.3.2.- Cuencas trasarco (back-arc), cuenca Oriente. ........................................................... 22
1.3.3.- Levantamiento de los Andes y Depresión Interandina................................................ 23
CAPÍTULO II ............................................................................................................................. 25
MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................................... 25
2.1.- Prospección gravimétrica. ................................................................................................. 26
2.2.- Ley de Atracción Gravimétrica de Newton. ....................................................................... 26
2.3.- Constante de Gravitación Universal (G). ........................................................................... 27
2.4.- Variación de la gravedad respecto a la latitud, altitud y tiempo. ........................................ 27
2.4.1. Variación de la gravedad respecto a la latitud. ............................................................ 27
2.4.2. Variación de la gravedad con la altitud. ....................................................................... 28
2.4.3. Variación de la gravedad con el tiempo. ...................................................................... 31
VII
2.5.- Anomalías Gravimétricas. ................................................................................................. 32
CAPÍTULO III ............................................................................................................................ 34
METODOLOGÍA ....................................................................................................................... 34
3.1.- Recopilación de información existente. ............................................................................. 35
3.2.- Trabajo de campo. ............................................................................................................ 35
3.2.1. Levantamiento de datos gravimétricos. ....................................................................... 36
3.2.2. Georeferenciación de datos ........................................................................................ 37
3.2.3. Levantamiento de datos geológico – estructurales. ..................................................... 37
3.3.- Trabajo de laboratorio. ...................................................................................................... 38
3.4.- Trabajo de gabinete. ......................................................................................................... 38
CAPÍTULO IV ........................................................................................................................... 40
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ................................................................................... 40
4.1.- Interpretación del Modelo Gravimétrico. ........................................................................... 41
4.1.1. Cordillera de los Andes ............................................................................................... 43
4.1.2. Zona Subandina y Cuenca Oriente ............................................................................. 47
4.2.- Discusión de Resultados. ................................................................................................. 48
CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 52
RECOMENDACIONES ............................................................................................................. 54
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 55
ANEXOS ................................................................................................................................... 58
VIII
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.- Ubicación geográfica del área de estudio. .................................................................. 8
Figura 2.- División fisiográfica del Ecuador. ................................................................................ 9
Figura 3.- Geología de la Zona Subandina y la Cuenca Oriente. .............................................. 10
Figura 4.- Geología de la Cordillera Real. ................................................................................. 14
Figura 5.- Geología del Valle Interandino. ................................................................................. 17
Figura 6.- Geología de la Cordillera Occidental. ........................................................................ 19
Figura 7.- Balanza de torsión de Cavendish. ............................................................................ 27
Figura 8.- Corrección de Aire Libre, Topográfica y de Bouguer. ................................................ 29
Figura 9.- Puntos de medida gravimétrica y línea del perfil gravimétrico. .................................. 37
Figura 10.- Modelo gravimétrico del perfil El Tingo-Ambato-Puyo. ............................................ 42
Figura 11.- Unidad Macuchi, afloramiento de andesitas, vía Zumbagua - Pilaló. ...................... 43
Figura 12.- Imagen superior, Grupo Angamarca, formación Pilaló (lahar volcánico con clastos
característicamente ígneos). Inferior, Grupo Angamarca, formación Unacota (intercalación entre
lutita crema y gris, plegada). ..................................................................................................... 44
Figura 13.- Grupo Zumbagua, afloramiento de limos, vía Pujilí - Zumbagua. ............................ 45
Figura 14.- Unidad Cangagua, afloramiento de pumitas, vía Latacunga - Pujilí. ....................... 46
Figura 15.- Formación Latacunga; intercalación sedimentaria a) lutita, b) conglomerado, c) lutita
y d) arenisca. Vía Ambato - Latacunga. .................................................................................... 46
Figura 16.- Unidad Alao, afloramiento de esquisto y gneis de metamorfismo de grado medio y
alto, vía Baños - Mera. .............................................................................................................. 47
Figura 17.- Granito de Abitagua; extracción de granito en cantera. Vía Baños - Mera. ............. 48
Figura 18.- Perfil Geológico El Tingo-Ambato-Puyo. ................................................................. 51
IX
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.- Coordenadas límites del área de estudio. Proyección UTM. ........................................ 7
Tabla 2.- Datos de la Base Gravimétrica ubicada en la Universidad Técnica Particular de Loja.
................................................................................................................................................. 36
1
RESUMEN
La presente investigación se fundamenta en definir las estructuras y el basamento del margen
cortical de la cordillera de los Andes, Zona Subandina y cuenca Oriente, mediante el análisis de
datos gravimétricos y su integración a base de modelos gravimétricos a partir de las anomalías
regionales y residuales.
Los datos fueron medidos con un espaciamiento de 1000 metros entre cada medida,
obteniendo un total de 219 datos gravimétricos a lo largo de un perfil de 150 km de longitud. La
adquisición de datos se realizó en tres ciclos de medida, para lo cual fue necesario la ubicación
de tres estaciones bases, que fueron corregidas tomando como referencia la base gravimétrica
de la UTPL donde se tiene conocido el valor de la gravedad absoluta.
Los modelos gravimétricos se correlacionan con los datos del levantamiento geológico-
estructural de la zona, estos muestran la geometría del relleno sedimentario, profundidad del
basamento y las estructuras geológicas del área investigada. A partir de este modelo se
desarrolla el perfil geológico de la zona de estudio.
Palabras Clave: Modelo gravimétrico, anomalía residual, anomalía regional, anomalía de
Bouguer, estructuras geológicas, perfil geológico.
2
ABSTRACT
The present investigation is based on the definition of the structures and basement of the
cortical margin of the Andes, Sub - Andean Zone and eastern basin, through the analysis of
gravimetric data and its integration based on gravimetric models based on regional and residual
anomalies.
The data were measured with a spacing of 1000 meters between each measurement, obtaining
a total of 219 gravimetric data along a profile of 150 km in length. The data acquisition was
performed in three measurement cycles, for which it was necessary to locate three base
stations, which were corrected using the gravimetric basis of the UTPL where the value of
absolute gravity was known.
The gravimetric models are correlated with the geological-structural survey data of the area,
which show the geometry of the sedimentary fill, depth of the basement and the geological
structures of the area investigated. From this model the geological profile of the study area is
developed.
Keywords: Gravimetric model, residual anomaly, regional anomaly, Bouguer anomaly,
geological structures, geological profile.
3
INTRODUCCIÓN
Diferentes estudios regionales se han realizado para la cordillera de los Andes, Zona Subandina
y cuenca Oriente, los mismos que han permitido definir sus estructuras con diferentes
interpretaciones. Gracias a estos estudios geológicos se ha aportado una gran cantidad de
información acerca del origen y evolución de estas zonas. Sin embargo, el estudio y
conocimiento de la geología profunda y continuidad de estructuras mediante los métodos
geofísicos no ha podido desarrollarse de manera similar.
Para la presente investigación se consideró la aplicación del método geofísico a través de la
gravimetría, la cual fundamentalmente refleja las distintas variaciones de densidad presentes en
la corteza. Estas variaciones de densidad se corresponden con la existencia de distintos
cuerpos geológicos con contraste de densidad. De esta manera podemos investigar la
distribución y geometría de los cuerpos geológicos presentes en la corteza y las estructuras que
guardarían relación con los riesgos geológicos de la zona.
Esta investigación contribuye con información geológica y geofísica (datos gravimétricos) para
la cordillera de los Andes, Zona Subandina y cuenca Oriente a lo largo del tramo: El Tingo-
Ambato-El Puyo. Al estudio se lo desarrollo en cuatro capítulos:
Capítulo I, Generalidades.- corresponde al marco geográfico, geológico y tectónico de la zona
estudiada.
Capítulo II, Marco conceptual.- hace referencia a definiciones que fundamentan la investigación.
Capítulo III, Metodología.- describe la técnica seguida: para la obtención de datos, para las
correcciones efectuadas y para la generación del modelo gravimétrico.
Capítulo IV, Interpretación de resultados.- se presenta el modelo gravimétrico y su
interpretación, el perfil geológico y su discusión y las conclusiones.
4
ANTECEDENTES
En el Ecuador los estudios gravimétricos realizados son muy escasos, trabajos con gravimétrica
han sido realizados con fines geodésicos. Actualmente el Ecuador cuenta únicamente con un
mapa de anomalías de Bouguer Simples desarrollado por Feininger (1997) y Feininger & Seguin
(1983), en el cual se puede observar que la región Sierra se caracteriza por presentar valores
de anomalías de gravedad de hasta -292 mgal, que refleja la raíz profunda de la cordillera de
los Andes. Para el Oriente estas anomalías se hacen menos negativas, principalmente como
respuesta al adelgazamiento progresivo de la corteza continental hacia esta región. Estos datos
se manejan como base en la comparación de las anomalías determinadas en el presente
trabajo.
En cuanto a estudios geológicos y evolución de la cuenca pericratónica del Oriente, se destacan
investigaciones desarrolladas por Jaillard (1997) y Barragán et al. (1998). Para la Zona
Subandina Barberi et al. (1988), Baby et al. (1998) y Hall et al. (2008) hacen referencia a la
geología y evolución de la zona enfocándose en el origen de los sedimentos, sus estructuras
tectónicas y los cuerpos plutónicos que intruyeron durante el Jurásico Medio a Superior a las
formaciones de esta zona.
Entre los trabajos más significativos que detallan la geodinámica, evolución y la geología de la
Cordillera Real se encuentran los de Egüez & Aspden (1993) y los de Aspden et al. (1992) y
Litherland et al. (1994) quienes además proponen un modelo estructural. Estudios realizados
por CODIGEM-BGS (1994) aportan con un mapa geológico y de ocurrencia de metales
restableciendo la geología y las estructuras.
Lavenu et al. (1992), Villagómez (2003) y Winkler et al. (2005) realizan aportaciones sobre
estructuras y geología de la Depresión Interandina, en cambio Lavenu et al. (1995) contribuyen
con la evolución de esta franja.
Los informes presentados por CODIGEM-BGS (1997) y Vallejo et al. (2009) contribuyen con la
geología actualizada en la Cordillera Occidental. Hungerbuhler et al. (2002) y Hughes &
Pilatasig (2002) basándose en el origen del material y actividad de las estructuras geológicas
presentes en la zona, definen la evolución tectónica.
5
OBJETIVOS
Objetivo general:
Determinar la estructura tectónica cortical de la transversal meridional de la cordillera de
los Andes y su influencia con la peligrosidad geológica de la región.
Objetivos específicos:
Establecer la evolución tectónica del tramo La Maná-Ambato-El Puyo, en base al
levantamiento de medidas gravimétricas.
Generar modelos gravimétricos, que permitan definir estructuras profundas y su
incidencia en la actual posición de la cordillera de los Andes.
Correlacionar datos geológicos de campo y estudios regionales para interpretar
estructuras activas y su influencia con la peligrosidad geológica.
Establecer la mejor metodología de correlación de datos geológicos y geofísicos que
permitan obtener información confiable en la interpretación de datos.
6
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
7
1.1.- Ubicación geográfica del área de estudio.
El Ecuador está ubicado al Noroeste de Sudamérica; está atravesado por la cordillera de los
Andes en dirección NNE-SSW, la misma que divide al Ecuador continental en tres regiones:
Costa, Sierra y Oriente. El área de estudio corresponde al perfil orientado E-W,
aproximadamente paralelo a 1°S, se extiende desde la zona del Oriente hasta las estribaciones
de la cordillera de los Andes al Oeste en la serranía ecuatoriana, entre las provincias de
Pastaza, Tungurahua y Cotopaxi (figura 1).
La superficie que abarca el polígono del perfil de estudio es de aproximadamente 50.000 ha,
tiene una longitud de 150 km. Topográficamente alcanza elevaciones superiores a los 3900
msnm en la cordillera Occidental con relieves bastante irregulares y pendientes fuertes, y
relieves bajos a 930 metros entre la zona del Puyo y la cuenca amazónica.
En la tabla 1 se muestra las coordenadas límites del polígono de estudio en el que se ha
distribuido la red de puntos para el levantamiento de datos gravimétricos.
Vértices Coordenadas (Datum WGS84 – Zona 17S y 18S)
X Y Z
Noroeste 700745 9907478 432
Noreste 198242 9907478 763
Sureste 198242 9834744 492
Suroeste 700745 9834744 1126
Tabla 1.- Coordenadas límites del área de estudio. Proyección UTM.
Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
8
Figura 1.- Ubicación geográfica del área de estudio. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
9
1.2.- Geología Regional.
Desde aproximadamente 250 Ma. (Era Mesozoica) diferentes eventos tectónicos regionales han
sucedido en el noroccidente de Sudamérica siendo responsables de la actual fisiografía del
territorio ecuatoriano. En la actualidad se reconoce que el Ecuador está conformado por ocho
terrenos fisiográficos principales (figura 2), cada uno de los cuales presenta características
geológicas exclusivas (Litherland, Aspden, & Jemielita, 1994).
Figura 2.- División fisiográfica del Ecuador. Los terrenos geológicos de Este a Oeste son: Cuenca Oriente, Zona Subandina, Cordillera Real, Valle Interandino, Cordillera Occidental, Costa, Bloque Amotape-Tahuín (BAT) y Cuenca Alamor-Lancones (CAL). Fuente.- Litherland et al. (1994). Elaboración.- Litherland et al. (1994).
10
1.2.1.- Geología de la Cuenca Oriente y la Zona Sub-Andina.
La cuenca Oriente forma parte de la cuenca Amazónica y se caracteriza por contener grandes
yacimientos petrolíferos. El basamento de la cuenca Oriente está conformado por el cratón
Guayano-Brasilero del Pre-Cámbrico, el cual está cubierto por secuencias sedimentarias
marinas y por rocas volcanoclásticas de edades Triásico y Jurásico Inferior (formaciones
Santiago y Chapiza). Durante el Jurásico Medio a Superior se desarrolló un arco volcánico
calcoalcalino que dio origen a grandes cuerpos plutónicos que intruyeron las formaciones
anteriores y generaron secuencias volcanoclásticas (Barragán et al., 1998; Litherland et al.,
1994). Durante el Cretácico se desarrolló un ambiente de plataforma marina somera que
depositó secuencias sedimentarias marinas y continentales originando las formaciones Hollín,
Napo y Tena (Jaillard, 1997). Durante el Cenozoico la cuenca Oriente ha sido rellenada por
Figura 3.- Geología de la Zona Subandina y la Cuenca Oriente. Fuente.- INIGEMM e IGM. Elaboración.- El autor.
11
potentes abanicos que provienen de la erosión de los Andes (Hall, Samaniego, Le Pennec, &
Johnson, 2008).
La Zona Subandina se forma por terrenos que han sido levantados tectónicamente mediante
sistemas de fallas transpresivas dextrales que se extienden en el borde Este de la Cordillera
Real durante el Plio-Cuaternario (Baby, Rivadeneira, & Barragán, 1998).
Según Baby et al. (1998), en la Zona Subandina están expuestas las formaciones volcánicas
del Jurásico como las sedimentarias del Cretácico que forman la cuenca Oriente, sin embargo
estas estarían deformadas con metamorfismo bajo y en algunos casos solamente estaría
relacionado con la actividad tectónica de la zona. Estos terrenos se han dividido de Norte a Sur
para su mejor comprensión en: Levantamiento Napo al Norte, deflexión del Pastaza y
Levantamiento Cóndor-Cutucú al Sur (Barberi et al., 1988; Hall et al., 2008).
Basamento
Edad: Precámbrico.
Litología: Compuesto por rocas metamórficas y plutónicas relacionadas con el escudo Guayano
– Brasileño, constituido por rocas cristalinas arcaicas (Texeira et al., 1989).
Formación Hollín
Edad: Aptiano medio - Albiano inferior.
Litología: Es una arenisca de grano medio a grueso, se presenta maciza o con estratificación
cruzada. Posee finas intercalaciones de lutitas limosas y lutitas bituminosas color oscuro,
especialmente hacia el tope de la formación. Son relativamente comunes las impregnaciones de
asfalto. Su espesor varía de 30 a 150 metros. Acompaña generalmente a la formación Napo
Suprayacente (Tschopp, 1953).
Formación Napo
Edad: Albiano - Campaniano temprano.
Litología: Es una serie variable de calizas fosilíferas, grises a negras, entremezcladas con
areniscas calcáreas y lutitas negras. Muchos componentes son bituminosos por lo que varios
12
autores la consideran la roca madre del petróleo (Tschopp, 1953). Descansa concordantemente
sobre la Formación Hollín y está cubierta por las capas rojas de la Tena con ligera discordancia
erosional. Se ha subdividido en 3 litologías: Napo Inferior (areniscas y lutitas con calizas
subordinadas), Napo medio (caliza principal, maciza, gris, fosilífera, de espesor constante entre
70 y 90 m) y Napo Superior (lutitas verde grises hasta negras interestratificadas con escasas
calizas grises parcialmente fosilíferas) (Watson & Sinclair, 1927).
Formación Tena
Edad: Maastrichtiano - Paleoceno
Litología: Es una potente secuencia de arcillas abigarradas, de color principalmente pardo rojo,
pero variando desde rojo claro y ladrillo hasta purpura (Hoffstetter, 1956), que descansa
discordantemente sobre la formación Napo. Jaillard (1997) subdivide la formación en dos
unidades, separadas probablemente por la presencia de un hiato sedimentario de edad
Maastrichtiano tardío - Paleoceno temprano.
Unidad Inferior, constituida por las areniscas del Tena Basal de edad Maastrichtiano temprano y
por el Tena Inferior, el cual está formado por limolitas y areniscas rojas continentales de grano
fino, que descansan en concordancia sobre la Tena Basal, se le atribuye una edad
Maastrichtiano.
Unidad Superior, separada de la anterior por un hiato del Maastrichtiano tardío -Paleoceno
temprano (Jaillard, 1997). Consiste de una alternancia de limolitas y areniscas grises de
ambiente fluviátil. Se le ha asignado una edad Paleocénica.
Formación Tiyuyacu
Edad: Eoceno - Oligoceno
Litología: Consiste de conglomerados principalmente en la parte inferior, areniscas e
intercalaciones de lutitas rojas, verdes y grises (Tschopp, 1953). El espesor de la formación es
aproximadamente de 250 m. El contacto superior con la formación Chalcana es gradacional.
13
Formación Chalcana
Edad: Se le atribuye una edad Mioceno temprano - medio, (Baldock, 1982; Berrones, 1994).
Litología: Comprende una secuencia de arcillolitas y lutitas abigarradas y rojas que al tope se
intercalan con areniscas cuarzosas de grano medio y fino. Se caracteriza por la presencia de
concreciones calcáreas. Su espesor aproximado es de 400 m al Este y se incrementa al Oeste.
Formación Arajuno
Edad: Mioceno medio
Litología: Es una potente secuencia sedimentaria de hasta 1000 m, que en su parte inferior está
formada por conglomerados con intercalaciones de arcillas bentoníticas, la parte media está
constituida por arcillas rojas con yeso en la base y tobas al tope y la parte superior por
areniscas con lignito (Tschopp, 1953).
Formación Mera
Edad: Pleistoceno - Holoceno
Litología: Comprende depósitos de abanico fluvial de piedemonte, areniscas tobáceas y arcillas
que disminuyen de espesor, tamaño de grano y altitud de Oeste a Este (Baldock, 1982).
1.2.2.- Geología de la Cordillera de los Andes.
1.2.2.1- La Cordillera Real.
Esta cordillera forma parte de los Andes ecuatorianos y está constituida por cinturones de rocas
metamórficas y plutónicas de edades Paleozoicas a Cretácicas (Spikings, Crowhurst, Winkler, &
Villagómez, 2010). Aspden et al. (1992) y Litherland et al. (1994) propusieron un modelo
estructural, según el cual dividen a la Cordillera Real en cinco terrenos litotectónicos que de
Este a Oeste vienen siendo:
1) Terrenos Zamora, consiste en rocas del cratón continental del pre-Cámbrico y rocas
volcánicas/plutónicas del Jurásico; 2) Terreno Salado, formado por plutones deformados, rocas
metavolcánicas y metasedimentarias del Jurásico de ambiente de cuenca marginal; 3) Terrenos
14
Loja, conformado por granitos Triásicos de tipo “S” que intruyen rocas metasedimentarias de
afinidad continental; 4) Terreno Alao, se lo ha interpretado como una secuencia de arco insular
del Jurásico donde afloran rocas ofiolíticas, metavolcánicas y metasedimentarias; 5) Terreno
Guamote, consiste en rocas metasedimentarias relacionadas a una margen continental pasiva
de edad Jurásica.
División Loja
Unidad Agoyán
Edad: Paleozoico?
Figura 4.- Geología de la Cordillera Real. Fuente.- CODIGEM-BGS (1994). Elaboración.- CODIGEM-BGS (1994).
15
Litología: Compuesta por esquistos pelíticos y gneises que afloran principalmente en el N de la
cordillera Real; en el S hay ocurrencias pequeñas. Es de grano medio, contiene granate-
moscovita-albita y ocasionalmente biotita y/o cloritoide; en venas ocurre raramente cianita
(Litherland, Aspden, & Jemielita, 1994).
División Salado
Unidad Upano
Edad: Jurásico.
Litología: Rocas verdes andesíticas metamorfizadas, esquistos verdes y metagrauvacas
intercalados con esquistos pelíticos y grafíticos. Forma un cinturón casi continuo de hasta 15 km
de ancho a lo largo del borde oriental de la Cordillera Real. La sección tipo está ubicada en la
carretera Guamote-Macas a lo largo del Río Upano (Litherland et al., 1994).
Unidad Cerro Hermoso
Edad: Jurásico temprano a medio.
Litología: Secuencia carbonatada que aflora en un cinturón estrecho en Cerro Hermoso.
Comprende un espesor de unos 450 m de calizas negras metamorfizadas, filitas calcáreas
negras y calco-arenitas más pálidas. Algunos horizontes de mármol son ricos en granate, en
tanto otros de filitas contienen cloritoide. Está intruida por el plutón de Azafrán (Litherland et al.,
1994).
Unidad Cuyuja
Edad: Jurásico.
Litología: Está compuesta por esquistos pelíticos grafíticos cruzados por vetas de cuarzo que
contienen cianita. Intercalados se encuentran esquistos verdes y psamíticos. En la base de
Cerro Hermoso se han desarrollado cordierita y sillimanita por metamorfismo de contacto.
16
División Alao
Unidad Alao-Paute
Edad: Jurásico.
Litología: Las litologías varían desde metavolcanitas con débil metamorfismo, lavas masivas y
filitas verdes de probable origen tobáceo hasta esquistos verdes, pelíticos, cuarcitas y mármoles
en la facies de esquisto verde. Geoquímicamente, su origen es de arco volcánico (Litherland et
al., 1994).
Cuerpos Intrusivos
Unidad Granitoide Tres Lagunas
Edad: Triásico.
Litología: Litológicamente forma monzogranitos y granodioritas. Cuando no está alterado tiene
grano medio a grueso y presenta megacristales de feldespato alcalino (de hasta 14 cm de largo)
y cristales de cuarzo azul pálido que constituyen la característica de identificación de la unidad
en el campo.
Granito de Abitagua
Edad: Jurásico o Cretácico.
Litología: El Plutón es parte integrante de la Unidad Granitoides Zamora y está dominado por un
monzogranito de biotita, de grano grueso y color rosado, localmente exhibe cambios y vetas de
aplita y voguesita. (Aspden, Rundle, & Bermudez, 1991).
Unidad Azafrán
Edad: Jurásico - Cretácico.
Litología: Comprende dos cinturones de aproximadamente 10 km de ancho. Litológicamente
son de carácter granodiorítico a diorítico. (Litherland et al., 1994).
17
1.2.2.2- El Valle Interandino.
Esta región se trata de una depresión tectónica en compresión que está limitada por fallas que
coinciden con los límites estructurales de ambas cordilleras (Occidental y Real) y que
representan ramales de los sistemas de fallas inversas Peltetec y Pallatanga-Pujilí,
respectivamente (Lavenu et al., 1992, 1995). Estructuralmente el Valle Interandino es alargado
en sentido NNE-SSW, tiene 300 km de longitud y 25 km de ancho. La depresión se extiende
desde el valle del Chota al Norte (0° 30´ N) hasta Alausí al Sur (2° 10´ S) y probablemente
empezó a formarse desde el Mio-Plioceno (Winkler et al., 2005). Según Egüez & Aspden (1993)
el basamento del Valle Interandino puede ser tectónicamente complejo, involucrando a rocas de
la Cordillera Occidental como de la Cordillera Real.
Figura 5.- Geología del Valle Interandino. Fuente.- INIGEMM e IGM. Elaboración.- El autor.
18
Formación Moraspamba
Edad: Mioceno - Plioceno?
Litología: Constituida por intercalaciones decimétricas a centimétricas de lutitas y areniscas con
conglomerados. Se encuentra en contacto discordante con la formación Pisayambo. En el
sector Cachi dentro de las areniscas se han encontrado restos vegetales que le dan un carácter
continental. Su espesor es superior a los 500 m.
Formación Pisayambo
Edad: Mioceno - Plioceno.
Litología: Consiste en una gruesa y extensa secuencia volcánica. Son predominantes los
piroclastos en la unidad inferior, la que incluye brechas (gruesas) y aglomerados, como también
tobas con algunas lavas; en la parte superior predominan flujos masivos de lavas basálticas
andesíticas. Está recubierta por conos volcánicos, presumiblemente pertenecientes al Plioceno.
La presencia del material tobáceo en los sedimentos del Mioceno Superior, sugiere que una
fase renovada de actividad volcánica, comenzó en la época del Mioceno Superior; por lo tanto,
la formación Pisayambo se considera que pertenece al Mioceno Superior o Plioceno (Lavenu,
Winter, & Dávila, 1995).
Formación Latacunga
Edad: Plio-Pleistoceno.
Litología: Se encuentra formada por una gran variedad de depósitos: sedimentos fluvio-
lacustres constituidos de limos, arenas, tobas y material conglomerático dispuestos
irregularmente. Sobre estos se ha depositado un flujo de pómez, conteniendo elementos
angulares mal sorteados, con diámetros variables entre métricos y decimétricos.
Unidad Cangagua
Edad: Pleistoceno tardío - Holoceno.
Litología: Distribuida a lo largo del corredor interandino, desde Pasto, Colombia, hasta la
provincia del Cañar. Se trata de una unidad con un espesor de aproximadamente 100 metros,
19
que cubre gran parte de la topografía actual del callejón interandino. Consiste en cenizas
volcánicas, cenizas retrabajadas (especialmente por vientos), sedimentos fluviales y lacustres y
suelos incipientes. Según Vera & López (1986), se trata en gran parte, de ceniza y polvo
volcánico, compuesto de vidrio volcánico, pómez, cristales de minerales volcánicos y escasos
fragmentos líticos.
1.2.2.3- La Cordillera Occidental.
Figura 6.- Geología de la Cordillera Occidental. Fuente.- CODIGEM-BGS (1997). Elaboración.- CODIGEM-BGS (1997).
20
La Cordillera Occidental está constituida por dos terrenos de origen oceánico en su base. El
terreno Pallatanga, el cual es muy similar al basamento de la Costa (formación Piñón), es el
más antiguo (Reynaud et al., 1999), y está compuesto de rocas ígneas máficas y ultramáficas,
cuya geoquímica las asocia al Plateau Oceánico Caribeño. Las edades de estas rocas están
comprendidas entre el Cretácico Temprano a Tardío (Hughes & Pilatasig, 2002; Toro & Jaillard,
2005; Vallejo et al., 2009). Este plateau oceánico fue portador de arcos insulares del Cretácico
Tardío, y están representados por las formaciones Río Cala y San Lorenzo que son
contemporáneos con las turbiditas de la formación Yunguilla (Luzieaux et al., 2006; Vallejo et
al., 2009).
En cambio, Macuchi es el terreno más joven y está compuesto por secuencias volcano-
sedimentarias de composiciones basálticas y andesíticas con intrusiones andesíticas de alto
nivel (Hughes & Pilatasig, 2002). Geoquímicamente, las rocas volcánicas del terreno Macuchi
muestran afinidades con un arco insular. Las edades propuestas para estas rocas van desde el
Paleoceno hasta el Eoceno Tardío (Egüez, 1986; Hughes & Pilatasig, 2002, Vallejo et al., 2009).
Unidad Pallatanga
Edad: Cretácico (Campaniano).
Litología: Geoquímicamente, la unidad está formada por basaltos oceánicos toleíticos de
afinidad MORB que son muy similares a rocas de la Costa, de la formación Piñón (Lebrat et al.,
1987). La Unidad se interpreta como alóctona; muy probablemente es una secuencia ofiolítica
incompleta y desmembrada, que representa fragmentos de piso oceánico acrecionados al
continente sudamericano en el Cretácico tardío (McCourt et al., 1997).
Unidad Macuchi
Edad: Paleoceno – Eoceno medio.
Litología: Corresponde a una secuencia de arco submarino. Litológicamente está compuesta
por areniscas volcánicas de grano grueso, brechas, tobas, hialoclastitas, limolitas volcánicas,
microgabros/diabasas, basaltos sub-porfiríticos, lavas en almohadillas y escasas calcarenitas.
Geoquímicamente, la Unidad Macuchi muestra características definitivas de arco de islas y
comprende basaltos a andesitas basálticas subalcalinas de afinidad toleítica a calco-alcalina
con características geoquímicas relacionadas a subducción. La unidad está intruida y
21
localmente metamorfizada por un grupo de plutones tipo I cuya edad varía de 35 a 14 Ma.
Consecuentemente, la Unidad Macuchi se considera que es del Eoceno temprano a medio o
más antigua y teniendo en cuenta que no se observa su base, es probable que parte de la
secuencia sea de edad Paleocena. La unidad se interpreta como un arco de islas enzimático. El
espesor de las rocas de la Unidad Macuchi no ha sido establecido, se estima superior a 2000
m. (CODIGEM-BGS, 1997).
Grupo Angamarca
Edad: Paleoceno – Eoceno.
Litología: Comprende las formaciones Apagua, Pilaló, Unacota y Rumi Cruz. El contacto
occidental del Grupo Angamarca con la Unidad Macuchi es la falla Chimbo-Toachi y el oriental
con el Grupo Zumbagua es una inconformidad (Hughes & Bermúdez, 1997).
La formación Apagua está constituida por capas finas a medias de lodolitas y argilitas
estratificadas con areniscas de grano grueso típicamente feldespáticas.
La formación Pilaló está formada principalmente por brechas con clastos ígneos de composición
andesítica depositadas por flujos en masa y areniscas turbidíticas.
La formación Unacota es una caliza marina y la presencia de „mounds‟ de estramatolitos indica
que se formó a una profundidad menor a 200 m. Además contiene lutitas calcáreas.
Formación Rumi Cruz, compuesta por conglomerados masivos muy gruesos lateralmente
extensos y areniscas.
Grupo Zumbagua
Edad: Mioceno Medio a Temprano.
Litología: Predominan areniscas masivas de grano grueso, pobremente sorteadas y brechas de
debris masivas, no sorteadas, soportadas por la matriz. Estas brechas son el producto de
procesos de flujos de masa, sus clastos ígneos y las matrices ricas en cristales sugieren que
pueden ser lahares. Conglomerados bien redondeados, débilmente imbricados probablemente
representan deposición fluvial. Areniscas intercaladas, ricas en cuarzo y feldespato, de grano
22
fino, con bases cargadas, pueden ser turbiditas lacustres. El grupo tiene un espesor de al
menos 1500 m. (Hughes & Bermúdez, 1997).
1.3.- Contexto Tectónico Regional.
1.3.1.- Subducción de placas.
Los procesos tectónicos de Ecuador son dominados por los efectos de la subducción de la
placa de Nazca bajo la placa Sudamericana, donde la zona de subducción se está moviendo a
una velocidad de 7 cm/año en dirección Este-Noreste, significativamente oblicua a la tendencia
de este segmento de los Andes (Andes del Norte) (Gutscher, Malavieille, Lallemand, & Collot,
1999).
La zona de subducción tiene un ángulo de inclinación de 25-30°, pero varía rápidamente a lo
largo de la zona de contacto debido a los efectos de la subducción de la dorsal de Carnegie. La
dorsal de Carnegie es una plataforma oceánica que se formó cuando la placa de Nazca se
desplazó sobre el punto caliente de Galápagos (Gutscher et al., 1999).
Los movimientos tectónicos que se dan en Ecuador pueden dividirse en aquellos que resultan
del movimiento en la interfaz de subducción a lo largo del borde de las placas, los que resultan
de la deformación dentro de las placas de Nazca y de Sudamérica y los que están asociados
con volcanes activos.
1.3.2.- Cuencas trasarco (back-arc), cuenca Oriente.
El sistema Subandino constituye la parte aflorante de la cuenca Oriente y permite observar el
estilo de las de formaciones recientes. La Zona Subandina está estructurada por fallas inversas
de orientación N-S a NNE-SSW. Las secciones de sísmica de reflexión muestran que esas
fallas son generalmente de alto ángulo, y probablemente de escala cortical. Los marcadores
cinemáticos que se observan en los afloramientos, como en los mapas estructurales, evidencian
una tectónica transpresiva con movimientos dextrales. La mayoría de esas fallas corresponden
a antiguas fallas normales invertidas, que controlaron la sedimentación Triásica y Jurásica
(Baby, Rivadeneira, & Barragán, 1998).
Estudios realizados por el Convenio Petroproducción-IRD ponen en evidencia tres dominios
tectónicos en la Cuenca Oriente. Este nuevo modele estructural presenta sus propias
23
características geométricas y cinemáticas (Baby et al., 1999). EI Dominio Occidental o Sistema
Subandino presenta de Norte a Sur 3 zonas morfo-estructurales: el Levantamiento Napo que
corresponde a un inmenso domo alargado en orientación NNE-SSW, limitado al Este y al Oeste
por fallas transpresivas; la Depresión Pastaza donde las fallas se vuelven más cabalgantes al
contacto Zona Subandina-Cordillera Oriental; la Cordillera de Cutucú, la cual se caracteriza por
un cambio de orientación de las estructuras, de N-S a NNW-SSE (Baby et al., 1998).
1.3.3.- Levantamiento de los Andes y Depresión Interandina.
La tectónica en los Andes Ecuatorianos es el resultado de un estado de esfuerzos compresivos
de orientación aproximada E–W, que responde a la subducción de la placa Nazca bajo la placa
Sudamericana y el desplazamiento del bloque Nor-Andino, dando lugar a la formación de
grandes sistemas de fallas inversas y transcurrentes (Aspden et al., 1992).
La Cordillera Real se encuentra dividida en cinco terrenos tectono-estratigráficos, de Oeste a
Este: Guamote, Alao, Loja, Salado y Zamora. Estos terrenos están limitados por estructuras
tectónicas que de Oeste a Este respectivamente serian: falla Peltetec, Frente Baños,
Llanganates y falla Cosanga-Méndez (Litherland et al., 1994).
En la Depresión Interandina se han identificado varias estructuras tectónicas en compresión,
muchas de ellas activas desde el Pleistoceno.
En el Ecuador, la Depresión Interandina (DI) se extiende desde S asta la frontera con
Colombia, cubre un área aproximada de 300 km de largo por 20–30 km de ancho y está
caracterizada por ser una depresión (hasta 3000 m más baja) entre las Cordilleras Occidental y
Real (Lavenu et al., 1995).
La DI está limitada hacia el oriente por la Falla de Peltetec, la cual se cree que se formó en el
Jurásico Tardío como resultado de la acreción de los terrenos que forman la Cordillera Real o
alternativamente, en el Cretácico Tardío por la acreción del Bloque Pallatanga y el límite
occidental se define por la zona de sutura Calacalí–Pujilí–Pallatanga (Lavenu et al., 1995).
En cuanto a la Cordillera Occidental dos modelos evolutivos han sido propuestos por algunos
investigadores para explicar los eventos de acreción de los terrenos oceánicos alóctonos
(Pallatanga y Macuchi):
24
a) Un primer modelo propone que hubo dos eventos de colisión y acreción con el
continente. Según este modelo, primero ocurrió la acreción del Terreno Pallatanga en el
Campaniano, donde la sutura de este evento corresponde a la zona de fallas Pujilí.
Posteriormente, el Terreno Macuchi fue acrecionado de manera oblicua durante el
Eoceno Tardío, formando una zona de cizallamiento denominada Chimbo-Toachi
(Egüez, 1986; Aspden et al., 1992; CODIGEM-BGS, 1997; Hughes & Pilatasig, 2002;
Toro & Jaillard, 2005).
b) Otro modelo propone que no hubo dos eventos de acreción, sino que el Terreno
Pallatanga fue acrecionado de manera oblicua contra el continente lo cual provocó un
cambio de polaridad en la zona de subducción, generando los arcos volcánicos Silante y
Macuchi durante el Paleoceno-Eoceno. La colisión probablemente ocurrió hace ~75 Ma
y causó altas tasas de exhumación al Sur de 1° 30´S, mientras que al Norte de esta
región la exhumación fue reportada a los ~65 Ma, lo cual sustenta una colisión oblicua
(Luzieux et al., 2006; Vallejo et al., 2006; Winkler et al., 2008; Vallejo et al., 2009;
Spikings et al., 2010).
Por otro lado, durante el Neógeno se formó un arco volcánico calcoalcalino, representado por el
Grupo Zumbahua, que muestra evidencias de una fase de deformación que ocurrió entre 10-7
Ma que estaría asociada a tasas relativamente altas de convergencia entre 80-90 mm/a (Hall,
Samaniego, Le Pennec, & Johnson, 2008) (Pardo-Casas & Molnar, 1987; Daly, 1989;
Hungerbuhler et al., 2002). También existen formaciones volcano-sedimentarias (Fm. Cisarán y
Pisayambo) que están cubriendo las crestas de las dos cordilleras y que son posteriores a la
fase tectónica mencionada debido a que no exhiben evidencias de haber sido deformadas.
25
CAPÍTULO II
MARCO CONCEPTUAL
26
2.1.- Prospección gravimétrica.
A causa de que un objeto sobre la superficie terrestre es atraído por la masa de la Tierra, el
método gravimétrico permite detectar variaciones de atracción basados en la densidad de
materiales bajo la superficie terrestre, midiendo la gravedad e interpretando los valores
registrados. El método de prospección gravimétrica se basa en la medida en superficie de las
pequeñas variaciones o anomalías en la componente vertical del campo gravitacional terrestre.
Con éstas se puede interpretar la situación de las masas en el subsuelo, ya que son causadas
por una distribución irregular en profundidad en masas de diferentes densidades, por lo tanto,
conociendo estos valores se puede llegar a una interpretación de la forma de los cuerpos
anómalos del subsuelo. (Cantos, 1974).
Se espera localizar masas de mayor o menor densidad que las formaciones circundantes y
aprender de ellas a partir de estas irregularidades del campo gravitatorio de la Tierra (Telford,
1990).
2.2.- Ley de Atracción Gravimétrica de Newton.
La Ley de Atracción Gravimétrica de Newton expresa que la fuerza entre dos partículas de
masas m1 y m2 es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia entre los centros de masa:
(1)
Donde:
F es la fuerza entre dos partículas de masas m1 y m2.
r es la distancia entre los centros de masa de las dos partículas.
G es la constante gravitacional universal, cuyo valor depende del sistema de medidas
empleado.
27
2.3.- Constante de Gravitación Universal (G).
No fue hasta el siglo XVIII cuando Cavendish (1731-1810) utilizando la balanza de torsión
(figura 7) que pudo determinar el valor experimental de la constante gravitacional. El
procedimiento consistía en colocar dos masas pesadas M1 y M2 a una cierta distancia de los
extremos de la barra y se medía el ángulo de giro causado por la atracción de estas masas
mediante la desviación del rayo reflejado. Por distintas torsiones de las masas pesadas se
calculaba el coeficiente de torsión del hilo (Cantos, 1974).
Expresando la condición de equilibrio entre el momento debido a la fuerza de atracción de las
masas y la acción antagonista del hilo de torsión, Cavendish obtuvo la medida de G=6.754 x 10-
8. Esta no es muy diferente a la que se admite hoy de 6.670 x 10-8, medido por Heyl en 1930
con una versión mejorada del aparato original de Cavendish.
2.4.- Variación de la gravedad respecto a la latitud, altitud y tiempo.
2.4.1. Variación de la gravedad respecto a la latitud.
Newton y Huygens en el siglo XVII expresaban que la gravedad en la Tierra varía de un punto a
otro, debido a que la Tierra no era completamente esférica. La Tierra está achatada por los
polos, las distancias a su centro es máxima en el ecuador (máximo valor de gravedad en los
polos y mínima en el ecuador). A esta variación se le suma la del efecto de rotación de la Tierra,
la fuerza centrífuga (máxima en el ecuador, nula en los polos) y siempre opuesta a la fuerza de
Figura 7.- Balanza de torsión de Cavendish. Fuente.- (Cantos, 1974). Elaboración.- (Cantos, 1974).
28
gravedad. Como consecuencia de estos efectos, la aceleración de gravedad varía
aproximadamente de 978 cm/seg2 en el ecuador a 983 cm /seg2 en los polos. Por lo que se
concluye que la aceleración de la gravedad está en función de la latitud.
La Unión Internacional de Geodestas y Geofísicos en 1930 adoptaron la fórmula para el valor
teórico de la gravedad go, que luego fue sustituida por la Asamblea IAG (Asociación
Internacional de la Geodesia) (Telford, 1990);
(2)
Donde go es la gravedad a la latitud ϴ y al nivel del mar.
El factor de 9.78031846 es el valor de la gravedad en el ecuador (ϴ=0).
Con ésta fórmula calculamos el valor teórico de la gravedad go en cualquier altitud.
2.4.2. Variación de la gravedad con la altitud.
Debido a que las mediciones de la gravedad se realizan sobre la superficie terrestre con una
altura h sobre el nivel del mar, se deben estudiar las variaciones de la gravedad respecto a la
altitud. Esto da lugar a tres correcciones: Corrección de aire libre, corrección de Bouguer y la
corrección topográfica; permitiendo reducir la gravedad obtenida al nivel del mar (Cantos, 1974).
2.4.2.1. Corrección de aire libre.
De manera que la gravedad varía inversamente proporcional al cuadrado de la distancia es
necesario hacer las correcciones debido a la distancia que hay entre las estaciones y el datum
de superficie (geoide). La corrección al aire libre no toma en cuenta el material que hay entre las
estaciones, sino la diferencia de altura.
29
La figura 8 muestra que la corrección al aire libre es debida a la altura h entre el nivel del mar y
la estación ubicada en el punto A.
La estación A representada a una altura h sobre el nivel del mar está a una distancia h más
alejada del centro de la Tierra que otra estación que estuviera al nivel del mar. Sabiendo que la
masa de la Tierra se puede considerar como concentrada en su centro, la ley de los cuadrados
inversos dice que la atracción de la Tierra a una altitud h será:
(3)
Donde go es el valor de la gravedad a nivel del mar y R es el radio de la Tierra. La diferencia de
gravedad entre los dos niveles será:
(
)
(4)
Puesto que h˂R. Sustituyendo go por 980629 mGal y R por 6367000 m, se llega a la corrección
de 0.308 miligales/metro.
Para la altura h en metros será:
(5)
Esta corrección se añade al valor de gravedad observado en A (Dobrin, 1961).
Figura 8.- Corrección de Aire Libre, Topográfica y de Bouguer. Fuente.- (Cantos, 1974). Elaboración.- (Cantos, 1974).
30
2.4.2.2. Corrección de Bouguer.
Esta corrección toma en cuenta el material rocoso situado entre la estación A y el nivel del mar
a una altitud h.
P. Bouguer (1698-1758) descubrió este efecto al comparar las medidas de gravedad en Quito a
2.850 m. de altura y en la Isla del Inca a nivel del mar, durante la expedición para medir el grado
de latitud.
La superficie de la Tierra es horizontal en todas partes, esta es la hipótesis en la que se basa la
corrección de Bouguer. Esta corrección considera una placa infinita de espesor h y densidad ρ
que ejerce una atracción sobre el punto A. Las montañas que sobresalen de esta superficie
horizontal imaginaria y los valles que quedan por debajo falsean ésta hipótesis, pero su efecto
gravitatorio se compensa por la corrección topográfica subsiguiente.
Esta corrección se sustrae porque se está eliminando el material situado entre el nivel del mar y
el nivel de la estación (Dobrin, 1961).
Para la altura h y densidad ρ, la corrección de Bouguer se calcula:
(6)
Con h en metros y ρ en g/cm3.
2.4.2.3. Corrección Topográfica.
Esta corrección toma en consideración el efecto gravífico de las masas por encima y por debajo
del nivel h de la estación, ya que en la corrección de Bouguer se supone que el terreno es
horizontal (Cantos, 1974).
El material a, por encima de la estación (figura 8), atrae a la masa puesta en A en el sentido
opuesto a la fuerza de la gravedad, mientras el material b (por debajo) actuará en sentido
contrario. Puesto que el efecto del material del valle b habría que restarlo a la corrección de
Bouguer y ésta es negativa, la corrección total topográfica irá siempre sumada a la gravedad
observada. La aplicación de esta corrección exige el conocimiento de la topografía alrededor de
cada punto, donde se hace la observación de gravedad.
31
Una manera práctica de hacerla consiste en subdividir el terreno con una serie de círculos
concéntricos con centro en el punto de observación y radios variables, quedando el terreno
circundante dividido en sectores circulares. A cada uno de estos sectores se le asigna la altitud
media medida sobre el mapa topográfico y se le resta la altitud del punto de observación (Udías,
1997).
Para obtener la corrección total se suma las contribuciones de cada compartimiento hasta una
distancia que el efecto se hace insignificante (Dobrin, 1961). El cálculo se puede efectuar
tomando como recurso valores ya tabulados, como por ejemplo, tablas de Hayford, de Cassinis
y de Hammer. Actualmente, la corrección topográfica se determina en forma numérica con
programas de computación.
2.4.3. Variación de la gravedad con el tiempo.
Efecto de las mareas: El efecto gravitatorio del Sol, de la Luna y de los planetas del sistema
solar afectan a la Tierra no solo en las partes oceánicas, sino también en las continentales
ocasionando las llamadas mareas terrestres. Este hecho afectará a cualquier medida geodésica
efectuada sobre la superficie terrestre, por lo que, para cálculos precisos, debemos tener en
cuenta tal efecto y corregirlo adecuadamente ya que las mareas terrestres provocan que los
observables geodésicos de precisión sean dependientes del tiempo debiendo reducirse a un
estado cuasi-estacionario de invariancia temporal. Su amplitud máxima puede llegar en total a
0.3 miligales, pero su variación máxima es solamente de unos 0.05 mGal/hora. Sin embargo,
como esta variación es pequeña y relativamente lenta, la corrección generalmente está incluida
en la corrección por deriva del instrumento (Telford, 1990).
Deriva instrumental: El gravímetro, como todo instrumento de precisión, da lugar a lo que se
llama deriva instrumental (o variación con el tiempo de la lectura de una estación); es decir, que
si se efectúan medidas sobre una misma estación a diversos intervalos de tiempo se obtienen
valores ligeramente distintos .Esto se debe a que los resortes y fibras de torsión del instrumento
no son perfectamente elásticos, al efecto de la temperatura y a la influencia de las mareas
(Cantos, 1974).
32
2.5.- Anomalías Gravimétricas.
Las anomalías gravimétricas corresponden a valores de gravedad que se miden en la Tierra y
que pueden ser mayores o menores al valor teórico. Estas anomalías se deben a diferencias en
cuanto a densidad y grosor de la corteza, así como también a la existencia de cuerpos
mineralizados de diferente densidad. Los orógenos compresivos presentan por lo general
valores negativos de anomalías mientras que zonas de expansión como dorsales oceánicas
muestran valores positivos (Lowrie, 2007).
Se denomina anomalía gravitatoria a la diferencia entre el valor de la gravedad corregida y el
valor teórico de la gravedad en el esferoide para la latitud y la longitud de la estación. El tipo de
anomalía depende de las correcciones que se hayan hecho al valor observado.
Anomalía de Aire Libre
(7)
Donde:
Gobs= Gravedad observada
CAL= Corrección Aire Libre
Gteo= Gravedad teórica
Si la topografía sobre el nivel del mar fuera hueca y si la Tierra estuviera homogéneamente
debajo del nivel del mar, la anomalía de aire libre sería cero.
Si se aplican las correcciones de aire libre, Bouguer y topográfica se consigue la Anomalía de
Bouguer (Dobrin, 1961).
Anomalía de Bouguer
(8)
Donde:
Gobs= Gravedad observada
33
CAL= Corrección al aire libre
CBouguer= Corrección de Bouguer
Ctop= Corrección topográfica
Gteo= Gravedad teórica
34
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
35
Para el desarrollo del presente proyecto de investigación la metodología utilizada se
fundamenta en la toma de medidas de gravedad relativa a lo largo de un perfil con orientación
E-W, aproximadamente a 1°S, así como la obtención de coordenadas georreferenciadas de
dichos puntos. La toma de datos se realizó con un espaciamiento de 1000 mts (1 km)
aproximadamente entre punto y punto. Con los datos obtenidos y las correcciones posteriores
realizadas, se determina valores de la gravedad para cada punto de medida, que luego permite
desarrollar los modelos gravimétricos tomando como referencia las rocas del basamento.
3.1.- Recopilación de información existente.
Actualmente no existen estudios gravimétricos detallados que hayan sido realizados dentro del
contexto de los objetivos de este proyecto. Sin embargo, existen investigaciones acerca de la
geología regional y una aportación de un mapa de anomalías simples de Bouguer a escala
regional desarrollado por Feininger (1977).
En esta etapa se procedió con la recopilación de información existente dentro del área de
estudio, la misma consistió en mapas geológicos regionales y mapas topográficos,
investigaciones gravimétricas realizadas en otras zonas, manual de operación del equipo
Autograv CG-5 de Scintrex y software a utilizar para la corrección y modelamiento de los datos
y perfiles (ArcGIS, Global Mapper 11, Surfer 10, GravMaster, Gravmag).
La base topográfica para el estudio, se obtuvo de la plataforma del Instituto Geográfico Militar;
con hojas georreferenciadas con el datum WGS 84, zona 17 del hemisferio Sur.
La geología del sector fue obtenida de los mapas geológicos de las hojas de Pastaza, Puyo,
Baños, Chimborazo, Ambato, Latacunga, Cotopaxi y Valencia, a escala 1:100.000, elaboradas
con asistencia técnica del Gobierno de Gran Bretaña por el Ministerio de Recursos Naturales y
Energéticos y la Dirección General de Geología y Minas (1979).
Toda esta información facilitó el desarrollo del trabajo de investigación.
3.2.- Trabajo de campo.
El levantamiento de información de campo se realizó en una sola etapa debido a la ubicación
del área así como su extensión. Esta etapa consiste en la toma de las medidas gravimétricas,
coordenadas y levantamiento geológico en cada uno de los puntos marcados en los perfiles. En
36
los afloramientos más representativos se realizó la identificación y descripción de las litologías
presentes y estructuras geológicas observadas, así como la toma de datos estructurales.
3.2.1. Levantamiento de datos gravimétricos.
Para el levantamiento de los datos gravimétricos se utilizó el gravímetro Autograv CG-5 de
Scintrex que tiene una resolución de lectura de 0.001 mGal y un rango de medida de más de
8000 mGal, que nos da medidas de gravedad relativa de tipo lineal automatizado por
microprocesadores (Scintrex Limited, 2010).
Para este estudio se tomó el punto de referencia de la base gravimétrica ubicado en el campus
de la Universidad Técnica Particular de Loja. Los datos de la estación se muestran en la tabla 2.
Tabla 2.- Datos de la Base Gravimétrica ubicada en la Universidad Técnica Particular de Loja.
Coordenadas UTM con datum WGS84, Zona 17 hemisferio Sur Gravedad Absoluta
(mGal) Norte (m) Este (m) Altura (m)
9559091 699991 2110,5 977432,01
Las medidas de gravedad se obtuvieron a lo largo de la vía entre El Puyo, Ambato y La Mana
con estaciones de medida que se dispusieron en base de un perfil que cubra una gran parte del
Norte del Ecuador, este perfil presenta una orientación NW-SE y una longitud aproximada de
150 km (figura 9). En la campaña de levantamiento de datos, se realizaron 3 ciclos de medida,
con un total de 219 estaciones de observación, cada ciclo de cierre fueron de 8 horas de
trabajo.
Fuente.- (Galindo, et al., 2010). Elaboración.- (Galindo, et al., 2010).
37
3.2.2. Georeferenciación de datos
Para la ubicación de los puntos de medidas gravimétricas se utilizó un GPS Garmin Etrex 10.
Los puntos previos determinados se ingresaron al GPS, esto permitió la movilización con mayor
facilidad, y poder definir el punto de medida. Las cotas fueron obtenidas mediante un altímetro,
MDT y la base de Google Earth.
3.2.3. Levantamiento de datos geológico – estructurales.
El levantamiento de los datos geológico-estructurales se lo realizó a lo largo de la vía por
observación de afloramientos naturales y artificiales; lo que más dificulto esta labor fue la gran
cantidad de afloramientos cubiertos por vegetación lo cual no permitió realizar un levantamiento
continuo de los datos ni conocer exactamente la litología y las estructuras en superficie, pero se
aprovechó en lugares donde fueron posibles observarlos y describirlos.
La información recolectada en esta etapa corresponde a la litología, al levantamiento de datos
estructurales, a la toma de fotografías de respaldo, a la ubicación geográfica en el espacio de
Figura 9.- Puntos de medida gravimétrica y línea del perfil gravimétrico. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
38
cada punto de observación y a la toma de muestras de campo para su posterior análisis en
laboratorio.
Los datos obtenidos en esta fase ayudan para la posterior correlación con los perfiles
gravimétricos. El mapeo en superficie de las litologías como de las estructuras ayudan a
determinar la continuidad en el subsuelo de las mismas, lo cual se complementa con los datos
de gravedad observados que en conjunto permitirán actualizar y aportar información.
3.3.- Trabajo de laboratorio.
Se determinó mediante el método del picnómetro las densidades para las muestras
recolectadas en campo (ver anexo 1); el picnómetro tiene un volumen conocido y toma como
referencia la densidad de un fluido igual conocido (en este caso agua destilada) para determinar
la densidad de cualquier material de interés. La metodología seguida es bajo el estándar ASTM
D-854.
3.4.- Trabajo de gabinete.
Las medidas gravimétricas observadas en campo deben pasar por diferentes correcciones
como: deriva instrumental, de aire libre, de Bouguer y topográfica, debido a que los valores de
gravedad pueden variar en referencia a su estación base dependiendo del tiempo, la altitud y
latitud.
La corrección de la deriva instrumental corrige el valor de la anomalía tomando en cuenta los
datos de inicio y cierre del ciclo con respecto al tiempo y elimina el efecto de las mareas de la
estación de medida en base a la hora y la latitud.
La corrección de aire libre y de Bouguer requieren el valor de la gravedad absoluta de la
estación base y las coordenadas UTM y geográficas (ver tabla 2), para que los cálculos
efectuados por el programa sean los correctos.
La corrección topográfica emplea: el método de los círculos de Hammer con una malla de
resolución de 90 m, el modelo digital de terreno SRTM 3 y la densidad promedio de 2,67 g/cm3
para su ajuste a las rocas de basamento.
39
Una vez obtenidas las correcciones se procede a realizar el cálculo de la anomalía de Bouguer,
este proceso realizamos para cada uno de los ciclos de medida, posteriormente unimos los
datos procesados en cada ciclo de medida con la finalidad de definir el perfil completo de la
medida gravimétrica, esto permitirá consecutivamente generar los modelos gravimétricos 2D
para su interpretación.
40
CAPÍTULO IV
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
41
4.1.- Interpretación del Modelo Gravimétrico.
El modelo gravimétrico se genera con la gravedad observada o anomalía regional (curva creada
por las medidas gravimétricas tratadas) y la gravedad calculada o anomalía residual (curva
dada por la definición del relleno sedimentario, basamento, intrusiones y estructuras). Las
medidas gravimétricas se ordenan en base a una línea única de perfil de aproximadamente 150
km de longitud y una orientación Noroeste X=719321, Y=9904060; Sureste X=848303,
Y=9828299 en WGS84 (ver figura 9).
Para una mejor interpretación al modelo se lo dividió en dos secciones: A y B. La sección A
corresponde a la zona de la Cordillera de los Andes con valores anomálicos negativos de hasta
-149 mGal esto debido a la zona profunda de la cadena montañosa de la cordillera de los
Andes. La sección B se correlaciona con la Zona Subandina y la cuenca Oriente con valores
anomálicos mínimos que van disminuyendo debido al adelgazamiento de sus depósitos y a la
densidad de sus materiales (figura 10).
42
Figura 10.- Modelo gravimétrico del perfil El Tingo-Ambato-Puyo. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
43
4.1.1. Cordillera de los Andes
La sección A del modelo de esta zona se extiende de W a E hasta 90 km de longitud; se
interpreta por los valores mínimos de anomalía su relación a una corteza continental gruesa que
indica la extensión de la profundidad de la cordillera de los Andes.
4.1.1.1. Cordillera Occidental.
En el perfil gravimétrico se extiende hasta los 34 km, los valores de la anomalía van de 0 hasta
los -85 mGal, exhibe una zona de discrepancia entre el basamento de corteza oceánica
perteneciente a la Unidad Macuchi (figura 11) con una densidad de 2,67 g/cm3 y el relleno
volcano-sedimentario referente al Grupo Angamarca (figura 12) con densidad de 2,3 g/cm3, el
mismo que según el modelo se determina que la profundidad del relleno es de
aproximadamente 2000 m. Suprayacente está el Grupo Zumbagua (figura 13) con una densidad
de 2,20 g/cm3 relativo a cenizas volcánicas y material sedimentario con un espesor de 500 a
1000 m.
Figura 11.- Unidad Macuchi, afloramiento de andesitas, vía Zumbagua - Pilaló. Coordenadas.- X=727991, Y=9890769, Z=3720. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
44
Figura 12.- Imagen superior, Grupo Angamarca, formación Pilaló (lahar volcánico con clastos característicamente ígneos). Inferior, Grupo Angamarca, formación Unacota (intercalación entre lutita crema y gris, plegada). Coordenadas.- Superior: X= 741138, Y= 9897512, Z= 3703 e inferior: X= 742813,
Y= 9899690, Z= 3932. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
45
4.1.1.2. Valle Interandino.
Esta depresión se la interpreta desde los 34 a los 61 km, se caracteriza por presentar valores
con mínimos gravimétricos que van desde -85 a -149 mGal, que corresponden a los depósitos
sedimentarios que forman parte del Valle Interandino y la raíz profunda de la cordillera de los
Andes. Los sedimentos se caracterizan por la presencia de cenizas y pumitas de la Unidad
Cangagua (figura 14) a las cuales se les asigna una densidad de 2,2 g/cm3 que pueden
alcanzar espesores hasta 2000 m, como lo indica el modelo gravimétrico. Los depósitos
volcano-sedimentarios correspondientes a la formación Latacunga (figura 15) se les asignó una
densidad de 2,3 g/cm3, con espesores que van de 500 a 1000 m. El basamento del Valle
Interandino es bastante complejo de definir, algunos estudios indican que está conformado por
los basamentos de la Cordillera Real (Unidades Paleozoicas) y la Cordillera Occidental (Unidad
Pallatanga) determinados a una densidad media de la Corteza Continental de 2,67 g/cm3. En el
Valle Interandino el relleno sedimentario tiene una profundidad entre 3 y 4 km, y se encuentra
asociado a cuerpos intrusivos profundos relacionados con el Plutón de Balzapamba de 2,55
g/cm3 de densidad. Estos cuerpos intrusivos pueden variar su potencia, según los modelos
gravimétricos muestran entre 3000 a 4000 metros.
Figura 13.- Grupo Zumbagua, afloramiento de limos, vía Pujilí - Zumbagua. Coordenadas.- X=754738, Y=9896861, Z=3179. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
46
4.1.1.3. Cordillera Real.
Se describe desde el km 61 al 89. Al Este de esta sección aflora material metamórfico referente
a la Unidad Alao (figura 16) con densidad de 2,67 g/cm3, con la misma densidad se encuentran
Figura 14.- Unidad Cangagua, afloramiento de pumitas, vía Latacunga - Pujilí. Coordenadas.- X=759499, Y=9896545, Z=2923. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
Figura 15.- Formación Latacunga; intercalación sedimentaria a) lutita, b) conglomerado, c) lutita y d) arenisca. Vía Ambato - Latacunga. Coordenadas.- X=796461, Y=9844856, Z=1565. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
47
las Unidades de las divisiones Alao, Loja, Salado y Zamora que corresponden al basamento de
esta fracción, la unidad se encuentra suprayacida por un contraste de materiales de menor
densidad, una parte del material de la Unidad Cangagua al cual se atribuye una densidad de
2,2 g/cm3 y un espesor que va disminuyendo desde los 750 m. A profundidad se interpretó una
intrusión, la misma que corresponde a la Unidad Azafrán con una densidad de 2,5 g/cm3.
4.1.2. Zona Subandina y Cuenca Oriente
Esta zona corresponde a la sección B del modelo, entre el tramo comprendido desde los 89 a
los 150 km. En este segmento el valor de la anomalía del mínimo gravimétrico está en -40 mGal
que corresponde a la Zona Subandina y parte de la cuenca Oriente. Hacia la Zona Subandina la
anomalía gravimétrica hace referencia a la presencia de un cuerpo intrusivo con una densidad
de 2,50 g/cm3, el mismo que en superficie se extiende en una longitud de 10 km
aproximadamente, que se correlaciona con el Granito de Abitagua (figura 17). Hacia el borde
Este del perfil entre Mera y Puyo, los valores del mínimo gravimétrico está en -40 mGal, el
mismo que corresponde a un cuerpo anómalo que hace referencia al relleno sedimentario de la
Zona Subandina y parte de la cuenca Oriente, al cual se atribuye una densidad de 2,30 g/cm3,
este tiene un espesor de aproximadamente 2,5 km. El cratón Guayano-Brasileño constituye el
Figura 16.- Unidad Alao, afloramiento de esquisto y gneis de metamorfismo de grado medio y alto, vía Baños - Mera. Coordenadas.- X=796461, Y=9844856, Z=1565. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
48
basamento de la Cuenca Oriente con una densidad de 2,67 g/cm3, que ha sido determinado
mediante el modelo gravimétrico.
4.2.- Discusión de Resultados.
Los valores regionales de la anomalía de Bouguer (anexo 3) presentados por Feininger (1997),
para la Zona Subandina y cuenca Oriente a la altura de Puyo se encuentran en un rango que va
de -190 a -120 mGal, los cuales concuerdan estrechamente con los valores presentados en
este estudio de -191 a -119 mGal (ver anexo 2), estos valores corresponden a corteza que
gradualmente se va adelgazando hacia el Oriente. En la zona de la cordillera de los Andes a la
altura de Baños-Pujilí, se observa en el mapa de Bouguer valores entre -190 a -280 mGal, que
son comparativamente relacionables con los obtenidos en el presente estudio de -191 a -274
mGal, que hacen referencia a una corteza netamente engrosada.
Para definir el modelo evolutivo del área estudiada se tomó en cuenta el perfil geológico
determinado en base al modelo gravimétrico, donde se interpretó la geología de la zona,
profundidad del basamento y estructuras geológicas regionales, armonizando todo esto con
diferentes estudios regionales de variados autores. La evolución de la Zona Subandina y
cuenca Oriente comienza con la depositación de sedimentos Paleozoicos y Mesozoicos de la
Figura 17.- Granito de Abitagua; extracción de granito en cantera. Vía Baños - Mera.Coordenadas.- X=817917, Y=9839648, Z=1140. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
49
plataforma epicontinental, durante varias transgresiones marinas de diferente extensión, sobre
una cuenca pericratónica subyacida por rocas cristalinas arcaicas del Escudo Guayanés
(Jaillard, 1997); actualmente estos sedimentos metamorfizados forman el núcleo de la región; a
continuación en el Jurásico Medio-Tardío (190-140 Ma) se originó una actividad volcánica a lo
largo de la Zona Subandina y parte oriental de la Cordillera Real, tras el cese de la actividad
volcánica la Cordillera Real fue deformada, elevada y erosionada (Egüez & Aspden, 1993). Por
otro lado la Cordillera Real involucra grupos litológicos que van desde el Paleozoico hasta el
Cretácico. Litherland et al., (1994) proponen dos períodos de acreción durante su evolución:
uno durante el Triásico conocido como evento “Moromoro-Tres Lagunas” y otro período de
acreción durante el Cretácico Inferior en un evento tectono-metamórfico conocido como evento
“Peltetec”. Hughes & Pilatasig (2002) plantean posteriormente durante el Cretácico Superior la
acreción del terreno alóctono Piñón-Pallatanga, responsable de la formación de la Cordillera
Occidental. Un segundo evento estaría relacionado con la acreción del terreno Macuchi durante
el Eoceno (Hughes & Pilatasig, 2002); a la postre durante el Neógeno se formó un arco
volcánico calco-alcalino, representado por el Grupo Zumbahua, que muestra evidencias de una
fase de deformación que ocurrió entre 10-7 Ma que estaría asociada a tasas relativamente altas
de convergencia entre 80-90 mm/a (Pardo-Casas & Molnar 1987; Daly, 1989; Hungerbuhler et
al., 2002).
Basándonos en los cambios o saltos de valores en las anomalías (regional y residual) y por la
variante en la densidad de los materiales del área investigada, se logró establecer las diferentes
estructuras generalmente de rumbo N-S. Los diferentes rasgos estructurales dominantes para la
zona estudiada se muestran en el perfil geológico (figura 18) generado a partir del modelo
gravimétrico. Las fallas que limitan el batolito de Abitagua, hacia el Este se localiza la falla
Oriente, interpretada como falla de rumbo de tipo dextral, y hacia el Oeste se halla la falla
Cosanga. En la Cordillera Real, dividiendo los diferentes terrenos de esta zona están las fallas
Subandina, Llanganates y Frente Baños. El Valle Interandino es una estructura compleja
limitada por dos fallas regionales inversas, en el flanco occidental por el sistema de fallas
Calacalí-Pallatanga-Palenque y en el flanco oriental por el sistema de fallas Peltetec, estos
sistemas de fallas modifican el espesor de las series sedimentarias y volcano-sedimentarias de
esta franja. La zona de cizalla nominada Chimbo-Toachi (la estructura más occidental del
modelo) es la sutura entre los terrenos Macuchi y Pallatanga.
50
Los espesores obtenidos en el modelo gravimétrico para las formaciones geológicas en las
distintas secciones dieron: para la cuenca Oriente una profundidad del relleno sedimentario de
2500-2600 m, los cuales se aproximan considerablemente con los valores de 2500 m
propuestos por Baby et al., (1998); para el Valle Interandino Lavenu et al., (1995) proponen un
espesor de 3400±600 m para el relleno sedimentario y volcano-sedimentario, estos concuerdan
según el análisis del modelo gravimétrico con 4000 m aproximadamente. La Cordillera
Occidental en el modelo presenta un espesor de 2500 a 2800 m y se los compara con los datos
propuestos por Hughes & Pilatasig (2002) con espesores de 2900 m.
51
Figura 18.- Perfil Geológico El Tingo-Ambato-Puyo. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
52
CONCLUSIONES
- La corrección de la anomalía observada con la anomalía calculada definieron la
profundidad del relleno sedimentario en la cordillera de los Andes, Zona Subandina y
cuenca Oriente. Los despegues o saltos en los valores anomálicos y variaciones de
densidades se asocian a presencia de estructuras profundas.
- La evolución tectónica se estableció en base a la armonización de diferentes estudios
que aportaron gran información y estos correlacionándolos con los datos geológicos y
geofísicos levantados. Solo con medidas gravimétricas es dificultoso establecer una
evolución tectónica.
- Los valores de anomalía de Bouguer para la zona de estudio presentan valores mínimos
de -119 mGal (zona de la cuenca Oriente) y -274 mGal (zona de los Andes). Para las
anomalías residuales y regionales, a lo largo de la zona investigada se obtiene valores
mínimos, característico para Corteza engrosada, es así que se consigue valores de -40
mGal en el Oriente ecuatoriano hasta -149 mGal en el área del Valle Interandino.
- Mediante el modelo gravimétrico se estima espesores de 2600 m para el relleno
sedimentario de la cuenca Oriente, la Depresión Interandina es la zona que registra una
mayor profundidad del relleno volcano-sedimentario alcanzando 4000 m y la Cordillera
Occidental presenta espesores del relleno volcano-sedimentario de 2800 m.
- Al correlacionar los datos gravimétricos observados, con los datos geológicos
levantados y estudios anteriores, se consiguió interpretar las diferentes estructuras
presentes en nuestro tramo. Se interpretó: la Falla Oriental y Falla Cosanga como limites
Este y Oeste respectivamente del Granito de Abitagua; a la altura de la cordillera Real
las fallas Subandina, Llanganates y Frente Baños; el sistema de fallas Calacalí-
Pallatanga-Palenque (flanco occidental) y el sistema de fallas Peltetec (flanco oriental)
como los sistemas de fallas que controlan el Valle Interandino, y la Falla Chimbo-Toachi
como la sutura entre los terrenos Macuchi y Pallatanga.
- La correlación entre datos geofísicos y datos geológicos son claves para darle
confiabilidad al modelo interpretado. Los primeros brindan información a profundidad,
mientras que los geológicos ofrecen información a superficie. Los datos gravimétricos
permiten determinar los contrastes de densidades en el subsuelo estableciendo el
espesor de las diferentes series litológicas, así como los despegues del modelo que
53
indican zonas de estructuras profundas y al traslapar con los datos geológicos se
relacionan en superficie.
54
RECOMENDACIONES
- Los modelos gravimétricos en un mismo perfil, pueden ser generados por una variedad
de cuerpos, para delimitar con mayor exactitud zonas de contacto y continuidad de
estructuras a profundidad se recomienda complementar los estudios con otros métodos
de exploración geofísica como la sísmica de reflexión o magnetometría (más comunes).
- Se recomienda realizar un estudio geológico-estructural a detalle para poder definir con
precisión las estructuras presentes, además efectuar una perforación de pozos para
especificar la litología a profundidad y poder correlacionar sus espesores en los
depósitos sedimentarios.
- Mediante el estudio gravimétrico no ha sido posible determinar zonas de estructuras
activas que puedan generar peligrosidad tectónica. Un análisis detallado de la
sismicidad, así como un estudio de micro-tectónica, serían de gran utilidad y aportarían
importantes antecedentes para determinar la potencial actividad de cada una de las
fallas identificadas en este trabajo.
55
BIBLIOGRAFÍA
Aspden, J. A., Rundle, C. C., & Bermudez, R. (1991). Nueva información de la edad del batolito
de Abitagua en el Oriente Ecuatoriano, por el método Rb/Sr . Aspden, J., & Litherland, M. (1992). The geology and the Mesozoic collisional history of the
Cordillera Real, Ecuador. Tectonophysics(205), 187-204. Baby, P., Rivadeneira, M., & Barragán, R. (1998). La Cuenca Oriente: Geología y Petróleo (1ra
ed.). Quito: IFEA. Barberi, F., Coltelli, M., Ferrara, G., Innocenti, F., & Navarro, J. (1988). Plio-Quaternary
volcanism in Ecuador. Geological Magazine, 125(1), 1-14. Barragán, R., Ramírez, F., & Rodas, J. (1998). Evidence of an intra-plate "hot-spot" under the
Ecuadorian Oriente Basin during the Cretaceous tectonic evolution. Memorias del VI Simposio Bolivariano: Exploración Petrolera en las Cuencas Submarinas, (págs. 99-104). Bogotá, Colombia.
Cantos, F. (1974). Tratado de Geofísica Aplicada. España: Litoprint. CODIGEM-BGS. (1994). Geological and metal occurrence maps of the Northern Cordillera Real
metamorphic belt, Ecuador. Nottingham, UK: Keyworth. CODIGEM-BGS. (1997). Mapa geológico de la Cordillera Occidental entre 0° y 1°S, escala
1:200.000. Quito, Ecuador: INIGEMM. Daly, M. (1989). Correlations between Nazca and Farallon plates, kinematics and forearc basin
evolution in Ecuador. Tectonics, 8(4), 769-790. Dobrin, M. (1961). Introducción a la Prospección Geofísica. España: Ediciones Omega. Duque, P., & López, R. (1996). Estudio Petrogenético de las Rocas Metamórficas de la
Cordillera Real para Determinar sus Posibilidades de Mineralización. Informe final, Proyecto CONUEP-EPN 8401.
Egüez, A. (1986). Evolution cénozoique de la Cordillére occidentale deptentrionale d'Equateur (0º15' S - 1º10' S): les minéralisationes associées. Thése 3e Cycle, Univ. Paris VI, 116 pp.
Egüez, A., & Aspden, J. A. (1993). The Mesozoic-Cenozoic Evolution of the Ecuadorian Andes, 21–23.
Feininger, T. (1997). Mapa Gravimétrico de Anomalías Bouguer Simples del Ecuador. Quito, Ecuador: Escuela Politécnica Nacional.
Feininger, T., & Seguin, M. K. (1983). Simple Bouger gravity anomaly field and the inferred crustal structure of continental Ecuador (Vol. XI). Geology.
Galindo, J., Soto, J., Ruano, P., Tamay, J., Lamas, F., Guartán, J., et al. (2010). GeometrÌa y estructuras de la cuenca neógena de Loja a partir de datos gravimétricos (Andes Ecuatorianos). Sociedad Geológica de España: Geogaceta.
Gutscher, M., Malavieille, J., Lallemand, S., & Collot, J. (1999). Tectonic segmentation of the North Andean margin: impact of the Carnegie Ridge collision. Montpellier, France: Earth and Planetary Science Letters.
Hall, M., Samaniego, P., Le Pennec, J., & Johnson, J. (2008). Ecuadorian Andes volcanism: A review of Late Pliocene to present activity. Journal of Volcanology and Geothermal Research(176), 1-6.
Henderson, W. G. (1979). Cretaceous to Eocene volcanic arc activity in the Andes of Northern Ecuador (Vol. 136). Geol. Soc.
Hughes, R., & Pilatasig, L. (2002). Cretaceous and Tertiary terrane accretion in the Cordillera Occidental of the Andes of Ecuador. Tectonophysics(345), 29-48.
Hungerbühler, D., Steinmann, M., Winkler, W., Seward, D., Egüez, A., Peterson, D., et al. (2002). Neogene stratigraphy and Andean geodynamics of southern Ecuador. Earth-Science Reviews(57), 75-124.
56
Jaillard, E. (1997). Síntesis estratigráfica y sedimentológica del Cretáceo y Paleógeno de la cuenca Oriental del Ecuador. Quito: Convenio ORSTOM - Petroproducción.
Kennerley, J. B. (1971). Geology of the Llanganates Area, Ecuador. Inglaterra: Inst. of Geological Sciences.
Lavenu, A., Noblet, C., Bonhomme, M., Egüez, A., Dugas, F., & Vivier, G. (1992). New K/Ar age dates of Neogene and Quaternary volcanics rocks from ecuadorian Andes: Implications for the relantionships between sedimentation, volcanism and tectonics. Journal of South American Earth Sciences, Vol. 5, p. 309-320.
Lavenu, A., Winter, T., & Dávila, F. (1995). A Pliocene-Quaternar'y compressional basin in the Interandean Depression, Central Ecuador. Geophys. J. Inr(121), 279-300.
Litherland, M., Aspden, J., & Jemielita, R. (1994). The Metamorphic Belts of Ecuador (First ed.). Keyworth, Nottingham: Overseas Memoir of the British Geological Survey N° 11.
Lowrie, W. (2007). Fundamentals of Geophysics (Segunda ed.). Gran Bretaña: Cambridge University Press.
Luzieux, L., Heller, F., Spikings, R., Vallejo, C., & Winkler, W. (2006). Origin and Cretaceous tectonic history of the coastal Ecuadorian forearc between 1°N and 3°S: Paleomagnetic, radiometric and fossil evidence. Earth and Planetary Science Letters, 249, 400-414.
Norma ASTM D-854. (s.f.). Standard test methods for specific gravity of soil solids by wáter pycnometer.
Pardo-Casas, F., & Molnar, P. (1987). Relative motion of the Nazca (Farallon) and South America plates since Late Cretaceous time. Tectonics, 6(3), 233-248.
Reynaud, D., Jaillard, E., Lapierre, H., Mamberti, M., & Mascle, G. (1999). Oceanic plateau and island arcs of southwestern Ecuador: their place in the geodynamic evolution of northwestern South America. Tectonophysics(307), 235-254.
Scintrex Limited. (2010). CG-5 Scintrex Autograv System Operation Manual. Canada: SCINTREX Limited.
Spikings, R., Crowhurst, P., Winkler, W., & Villagómez, D. (2010). Syn- and post-accretionary cooling history of the Ecuadorian Andes constrained by their in-situ and detrital thermochronometric record. Journal of South American Earth Sciences (30), 121-133.
Telford, W. M. (1990). Applied Geophysics (Segunda ed.). Gran Bretaña: Cambridge University Press.
Toro, J., & Jaillard, E. (2005). Provenance of the Upper Cretaceous to upper Eocene clastic sediments of the Western Cordillera of Ecuador: Geodynamic implications. Tectonophysics(399), 279-292.
Tschopp, H. J. (1953). Oil explorations in the Oriente of Ecuador. Assoc. Petrol Geol., 37. Udías, A. (1997). Fundamentos de Geofísica. Madrid: Alianza Editorial. Vallejo, C., Spikings, R., Luzieux, L., Winkler, W., Chew, D., & Page, L. (2006). The early
interaction between the Caribbean Plateau and the NW South American Plate. Terra Nova, 18, 264-269.
Vallejo, C., Winkler, W., Spikings, R., Luzieux, L., Heller, F., & Bussy, F. (2009). Mode and timing of terrane accretion in the forearc of the Andes in Ecuador. The Geological Society of America(204), 1-20.
Villagómez, D. (2003). Evolución geológica Plio-Cuaternaria del Valle Interandino Central en Ecuador (zona de Quito-Guayllabamba-San Antonio). Tesis de Grado Inédita de Ingeniero Geólogo, EPN, 148.
Winkler, W., Vallejo, C., Luzieux, L., Spikings, R., & Martin-Gombojav, N. (2008). Timing and causes of the growth of the Ecuadorian cordilleras, as inferred from their detrital record. 7th International Symposium on Andean Geodynamics, 587-591.
57
Winkler, W., Villagómez, D., Spikings, R., Abegglen, P., Tobler, S., & Egüez, A. (2005). The Chota basin and its significance for the inception and tectonic setting of the inter-Andean depression in Ecuador. Journal of South American Earth Sciences(19), 5-19.
58
ANEXOS
59
ID X Y Densidad
(g/cm3) Nombre de
roca Formación
Muestra 1 795578 9845094 2,68 Gneis Upano
Muestra 2 815232 9839885 2,54 Granito Abitagua
Muestra 3 780900 9845198 2,62 Toba andesítica Latacunga
Muestra 4 759499 9896545 2,13 Pumita Cangagua
Muestra 5 734722 9892732 2,67 Andesita Macuchi
Muestra 6 727991 9890769 2,66 Andesita Macuchi
Anexo 1.- Tabla de densidades obtenidas en laboratorio de las muestras de campo. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
60
Formación Edad Tipo de roca Densidad Anomalía de
Bouguer C
ord
ille
ra d
e lo
s A
nd
es
Co
rdill
era
Occid
en
tal Zumbagua
Mioceno medio a
temprano
Sedimentaria – Cenizas volcánicas
2,20 g/cm3
-127 a -213 mGal
-127 a -274 mGal
Angamarca Paleoceno –
Eoceno Volcano –
Sedimentaria 2,30 g/cm3
Macuchi Paleoceno –
Eoceno medio
Ígnea 2,67 g/cm3
Pallatanga Cretácico Ígnea 2,67 g/cm3
Tres Lagunas
Triásico Ígnea 2,55 g/cm3
Va
lle
Inte
rand
ino
Cangagua Pleistoceno
tardío –Holoceno
Pumitas – Cenizas
Volcánicas 2,20 g/cm3
-213 a -274 mGal
Latacunga Plio-
Pleistoceno Volcano –
Sedimentaria 2,30 g/cm3
Azafrán Jurásico - Cretácico
Ígnea 2,55 g/cm3
Co
rdill
era
Re
al
Cangagua Pleistoceno
tardío –Holoceno
Pumitas – Cenizas
Volcánicas 2,20 g/cm3
-274 a -191 mGal Latacunga
Plio-Pleistoceno
Volcano – Sedimentaria
2,30 g/cm3
Upano Jurásico Metamórfica 2,67 g/cm3
Zo
na S
ub
an
din
a y
Cu
en
ca
Ori
en
te
Mera Arajuno
Chalcana Tena Napo Hollín
Cretácico –Holoceno
Sedimentaria 2,30 g/cm3
-191 a -119 mGal
Abitagua Jurásico o Cretácico
Ígnea 2,50 g/cm3
Guayano – Brasileño
Precámbrico Metamórfica 2,67 g/cm3
Anexo 2.- Tabla de las zonas estudiadas con sus formaciones geológicas y anomalías de Bouguer, basada en datos gravimétricos. Fuente.- El autor. Elaboración.- El autor.
61
Anexo 3.- Mapa gravimétrico de anomalías simples de Bouguer de la zona estudiada. Fuente.- (Feininger, 1997). Elaboración.- (Feininger, 1997).