CAPITULO III: GEOLOGIA
Caracterizacin Hidrogeolgica, Hidrogeoquimica e Isotpica de los
Acuferos en la Sub Cuenca del Rio Chili Bach: Percy David Sulca
Ortiz
CAPITULO III
GEOLOGIA
3.1 IntroduccinEn el presente captulo se realiza una descripcin
en orden crono estratigrfico de las unidades de rocas
sedimentarias, metamrficas y vulcano-clsticas que comprenden la
zona de estudio, adems de rocas intrusivas. 3.2 Rocas del
Paleozoico3.2.1 Gneis de Charcani (Npe-gn)Es un complejo metamrfico
posiblemente del Proterozoico, ha sido estudiado por Jenks (1948),
se presenta expuesto en reducidos afloramientos en los distritos de
Mollebaya, Yarabamba y Quequea, situado en los cauces de sus ros y
la cumbre del cerro Gallalopo; consiste en un tpico gneis, de color
gris y marrn, poco fracturados (Guevara, 1969) y se encuentran en
contacto con el Batolito de la Caldera.
En las proximidades de la mina Cerro Verde y cerca del tnel de
Tiabaya sobre la carretera a Arequipa, aflora un gneis diortico de
color gris oscuro asociado con esquistos micceos, el bandeamiento
del gneis es bastante irregular y tienen orientacin EO, con
inclinacin prxima a la vertical. Por la apariencia general de las
rocas, permite interpretar la coexistencia de rocas metamrficas
originadas por metamorfismo regional y los derivados por contacto
de la intrusin del Batolito de la Caldera.
En general las rocas gnisicas son muy compactas, muy
resistentes, de alto peso especfico y bueno como materiales de
construccin para ser usados en las obras civiles como enrocados
pesados.3.3 Mesozoico
3.3.1 Formacin Chocolate (Ji cho)Denominacin asignada por Jenks
(1948), a los afloramientos situados en la cantera Chocolate y
cerro Yanacoto, en la localidad de Yura, describe una secuencia de
rocas volcnicas con intercalaciones clsticos. En el lmite sur del
cuadrngulo de Arequipa, entre la carretera Variante de Uchumayo y
Panamericana Sur, la Formacin Chocolate est integrada
principalmente de rocas metavolcnicas que al oeste del cerro
Nicholson descansan sobre gneis del Complejo Basal.
La litologa consiste de flujos andesticos y dacticos de color
gris a gris oscuro, en bancos gruesos. En las partes inferiores el
volcnico mayormente es andestico, con numerosas amigdalas
rellenadas de calcita; los flujos de lava superiores son afanticos
y porfirticos, en estos ltimos se distinguen fenos de plagioclasas
y hornblenda. A lo largo del contacto con los intrusivos se nota un
ligero metamorfismo, consiste en silicificacin y piritizacin. La
potencia estimada de este afloramiento es de 1 000 m.
3.3.2 Formacin Socosani (Ji so)Descrita por Jenks (1948) en su
localidad tipo, situada a 500 m aguas abajo de los baos termales de
Socosani en el rio Yura, cuyo contacto inferior con la Formacin
Chocolate corresponde a una discordancia erosiva (Jenks, 1948;
Vargas, 1970; Vicente 1981). En la zona de estudio aflora en los
lmites del distrito de Quequea y Pocsi, otro en el batolito de la
caldera, cerca del lmite divorcio del Ro Tambo.
Litolgicamente, estos afloramientos estn constituidos por una
secuencia de calizas grises, compactas, atravesadas por venas de
calcita. Los estratos varan en espesor de algunas decenas hasta
cientos de metros, estas secuencias corresponderan a la parte
superior tipo de la Formacin Socosani (Guevara, 1969).
Los niveles superiores estn representados por caliza gris claro
a negruzco, en capas delgadas que alternan con areniscas y lutitas
bituminosas. La parte inferior es ms detrtica, est integrada por
areniscas calcreas, sobreyaciendo a calizas marrn grisceo de grano
fino en capas de 30 cm de potencia y color gris rojiza a
verdosa.
En la carretera variante de Uchumayo, la Formacin Socosani ha
quedado como un remanente en las rocas plutnicas, estos
afloramientos son alargados con direccin NO a SE, mostrando un
moderado metamorfismo de contacto y algunas perturbaciones
estructurales, como pliegues, fallas y fracturas, que han originado
desprendimientos de bloques. En la cumbre las calizas son gris
azuladas, parcialmente silicificadas e intercaladas con areniscas
cuarzosas gris oscuras,. Hacia la base contiene cuarcitas
negruzcas, de grano fino y caliza silicificada de color crema,
presenta bandeamientos paralelos a la estratificacin.
3.3.3 Formacin Puente (Jm pu)Descrita por Benavides (1962),
Guevara (1969), esta formacin es parte del Grupo Yura, aflora entre
los distritos de Quequea y Polobaya.
Sobreyace a las calizas de la Formacin Socosani e infrayace a
las lutitas negras de la Formacin Cachios. A una secuencia de 600 m
constituidas por areniscas cuarzosas de color gris verdoso a marron
son designadas en este trabajo con el nombre de Formacin
Puente.
Se caracteriza por la predominancia de areniscas cuarzosas de
grano fino apenas discernible, de color pardo amarillento y verdoso
que intemperizan a colores pardo claro a rojo grisceo, en algunos
sectores se aprecian chispas ferruginosas con restos de plantas
fsiles, situados en estratos medianos a ocasionalmente gruesos,
seguido de niveles delgados de lutitas negras carbonatadas y
compactas que llevan concreciones esfricas y achatadas (ndulos), se
observa que algunos contienen restos fsiles de amonitas.
El contacto superior es conspicuo aunque algo arbitrariamente
colocado, se considera la base de la Formacin Cachios al primer
nivel potente de lutitas. 3.3.4 Formacin Cachios (Js ca)La Formacin
Cachios descrita por Vargas (1970), aflora en la parte baja de del
distrito de Polobaya, con una potencia aproximada de 650 m.
Constituida esencialmente por lutitas que sobreyacen a la
Formacin Puente. Las lutitas negras presentan estratificacin
laminar, son ricas en material orgnico y abundantes restos de
plantas. Los primeros niveles estn intercalados con paquetes
medianos a gruesos de areniscas cuarzosas (Benavides, 1962).
La alternancia de lutitas negras y areniscas arcillosas grises,
son frecuentes en esta unidad, corresponden a grandes figuras
sedimentarias como slumps,que son apreciados claramente en el
terreno. Hacia la parte superior la estratificacion es paralela sin
mostrar las estructuras sedimentarias mencionadas, debido a una
mayor estabilidad del substrato marino en estos estratos. El
contacto con la Formacin Labra se inicia sobre un mayor aporte de
areniscas cuarzosas.
3.3.5 Formacin Labra ((Js la)Descrita por Benavides (1962) y
Vargas (1970), aflora en el lmite del divorcio de las cuencas del
ro Quilca - Vtor - Chili y la cuenca hidrogrfica del ro Tambo.
Presenta una secuencia litolgica variable, predominando
areniscas cuarzosas de color gris claro a parduzco, presenta una
notoria estratificacin paralela con algunos pequeos lentes de
lutitas, superficialmente presenta un fuerte fracturamiento
perpendicular a los planos de estratificacin e intemperismo de
color rojo amarillento, localmente el rumbo al NO con buzamiento
que varia entre 45o y 65o al SO. Segn Benavides (1962) y Vargas
(1970).
3.4 Cenozoico
3.4.1 Formacin Aashuaco o Formacin Sencca (Np a)Comprende rocas
volcnicas de naturaleza rioltica a dactica denominadas tobas
(Guevara, 1969) (UNSA, 2000). Estas tobas presentan diferentes
grados de compactacin que van desde soldadas, macizas, ligeramente
compactas y puzolanas (Foto 3.1). Afloran en ambas mrgenes del ro
Chili, son de coloracin roscea, masiva y textura granular con
inclusiones de lticos y pmez, en algunos casos presenta fracturas
sub verticales por donde las aguas del subsuelo pueden
circular.
Foto 3.1. Depsitos de tobas ignimbriticas en la zona de
Chilina.3.4.2 Grupo BarrosoInicialmente descrito en el cuadrngulo
de Palca por Wilson y Garcia (1962) y En la hoja de Arequipa y
Characato (Vargas, 1970; Guevara, 1969), describen las unidades del
volcnico Chila y volcnico Barroso.3.4.2.1 Complejo Volcnico
Carabaya (NQ bxp, ap)Es uno de los primeros complejos volcnicos
perteneciente al Grupo Barroso, Hacia la base presenta brechas y
flujos de lava compuestos de andesitas a traquiandesitas
porfirticas masivas. En su ultima erupcin eyecto una andesita
porfirtica fluidal (De La Cruz & Herrera, 1998).
3.4.2.2 Complejo Volcnico Pichupichu (NQ pi/bxp, ap, dae)El
complejo volcnico Pichupichu, presenta una serie de crteres,
producto de una serie de erupciones, compuestos hacia la base de
lavas andesticas y depsitos de avalancha de escombros compuestos de
traquiandesitas porfiriticas masivas, seguido de una secuencia de
andesitas porfirticas de textura masiva a fluidal. Hacia la parte
superior se encuentran brechas inconsolidadas polimigticas (De La
Cruz & Herrera, 1998).
3.4.2.3 Complejo Volcnico Misti (NQ ma/amp, tqa, dbc)El estrato
volcn Misti es uno de los volcanes activos en el sur del Per,
comprende dos edificios, un estrato volcn antiguo, erosionado hacia
el oeste en el Pleistoceno medio, tambin llamado Misti 1, que
deposit flujos de lava hacia la base y un estrato-cono moderno
producto de erupciones explosivas de composicin dactica a riolitica
situados al este y sureste del estrato volcn y se eleva hasta los
5824 msnm (Thouret et al., 1999a, 1999b, 2001)
3.4.2.4 Complejo Volcnico Chachani (Qpl ch/ap)El complejo
volcnico Chachani (Vargas, 1970) esta constituido por una serie de
crteres, que llegan hasta los 6075 msnm.
Las diferentes erupciones originaron rocas de tipo andesita
porfiritica.
3.5 Depsitos Recientes3.5.1 Depsitos Chiguata (Qp ch)Denominacin
asignada a los depsitos ubicados al norte y oeste de la localidad
del mismo nombre.De acurerdo a sus relaciones estratigrficas
sobreyacen a flujos de barro y depsitos fluvioglaciares evidenciado
por clastos de morrenas en los estratos, en algunos lugares
sobreyacen al Grupo Barroso.Litologicamente consta de una secuencia
de 150 m de espesor, conformada hacia la base por areniscas grises,
conglomerados gris verdoso, delgados niveles de diatomita blanca
estratificada, arcillas claras y arena gruesa. Hacia el tope se
aprecia una secuencia vulcanoclstica (Foto 3.2).Entre la Hacienda
Cangallo y la Calera, estos depsitos descansan sobre flujos de
barro y estn constituidos hacia la base por un banco de 4 m de
areniscas conglomerdicas gris verdosas, algo compacta, seguido de
niveles de diatomita finamente estratificadas de color blanco
amarillentas, en forma lenticular y cubiertas por arcillas de color
blanco amarillentas, presentan estratificacin delgada, este nivel
es algo tufcea con inclinaciones primarias de 20 a 25. En la parte
media se aprecia un paquete de 1,50 m de potencia conformado por
arena gruesa a conglomerdica de color gris claro, con
estratificacin cruzada y lentes de piedra pmez en fragmentos de 4 a
5 cm de dimetro, seguido de un banco de 4 m de potencia, compuesto
por fragmentos andesticos gris oscuros, dentro de una matriz areno
tufcea. Hacia la parte superior se observa un banco de 10 m de
potencia, constituido por elementos andesticos, lapilli y
fragmentos de piedra pmez, en una matriz tufcea de color marrn
amarillento.3.5.2 Depsitos Fluvioglaciares Morrenicos (Qpl flg)Estn
localizados en los alrededores de las partes altas de los aparatos
volcnicos, tal como el cerro Nocarane, nevado Chachani y cerro La
Orqueta. En el cerro Minas o Duni ocupan el interior del crter que
se encuentra bastante erosionado y en pampa de Arrieros corresponde
a una prolongacin de los fluvioglaciares.
Tambin se encuentran al noreste del volcn Misti, as como entre
las localidades de Tambo de Aj y la pampa de Amayane, en las
laderas de Pichupichu y en la cadena de cerros ubicados al sur de
la laguna Salinas. En general estos depsitos cubren las partes
bajas de los lugares citados, observndose afloramientos de la roca
subyacente, slo en las partes altas y en algunas quebradas.
Hacia las laderas occidentales del nevado Pichupichu, los
depsitos fluvioglaciares cubren a los flujos de barro, mientras que
en el resto del rea generalmente se hallan sobre las secuencias
volcano-sedimentarias del Grupo Barroso, as mismo en varios lugares
estos depsitos se encuentran cubiertos por materiales piroclsticos
y clsticos recientes (Foto 3.3).
Las morrenas terminales se observan hasta los 3 900 msnm
aproximadamente y entre morrenas laterales hay algunas que llegan a
tener 3,5 km de longitud, constituyendo formas alargadas de relieve
moderado.3.5.3 Depsitos aluviales y fluviales (Qh- al)Estos
depsitos, son importantes como acufero y estn ampliamente
distribuidos en todas las riveras de los ros Chili, Andamayo,
Yarabamba, entre otros.
Estos depsitos son producidos por aluviones y transportados por
flujos de agua estacional, constituyen la mayor parte de las
llanuras y depresiones formadas antes de esta. Tambin ocupan en
parte laderas de los diferentes sistemas de drenaje a lo largo y
ancho de la subcuenca del ro Chili, donde se observan pequeas
terrazas de poca extensin.
La composicin litologa es principalmente gravas, arenas y limos
en conglomerados poco consolidados.
Foto 3.2. Depsitos Chiaguata, emplazados en la localidad del
mismo nombre.
Foto 3.3. Depsitos fluvioglaciares emplazados en la localidad de
Mosocpuquio. 3.5.4 Sper Unidad Tiabaya
El mayor afloramiento est situado en el cerro Caldera,
exposiciones mas pequeas, se hallan en los alrededores de Tiabaya y
en el distrito de Hunter.
Por su distribucin se interpreta que primitivamente constituan
un cuerpo alargado de dimensiones considerables y con una direccin
NO-SE, en la parte meridional del cuadrngulo, el cual
posteriormente fue afectado por intrusiones cidas ms jvenes
Una gran parte de esta unidad ha sufrido efectos tectnicos,
especialmente fracturas y cizallamientos, que son favorables para
generar una conductividad hidrulica.
3.5.5 Sper unidad Yarabamba
En el sector de Arequipa, es descrita por Jenks & Harris
(1953), a los afloramientos de dioritas de Tingo e intrusivos del
batolito de la Caldera, en las cercanas de la ciudad de
Arequipa.3.6 Marco Estructural
3.6.1 Unidades Morfoestructurales
El lineamiento general de los volcanes del Grupo Barroso,
sugieren una zona de debilidad a travs de la cual irrumpieron las
lavas que dieron origen a dichos aparatos volcnicos y a su vez
constituye la prolongacin del denominado Arco del Barroso.
El crter ms antiguo del grupo de volcanes del nevado Chachani,
se eleva a 6,057 msnm. En estos, segn la apariencia geomorfolgica,
los conductos se desplazaron progresivamente hacia el oeste, a lo
largo de una zona de mayor fracturamiento, originando que los
crteres ms recientes se encuentren en el flanco occidental de dicho
nevado
3.6.2 Rasgos Estructurales
La estructura en las rocas Proterozoicas estan caracterizadas
por un bandeamiento cuyo rumbo vara entre N-NO a NO, con
buzamientos considerables, sin embargo en el rea de Cerro Verde,
las estructuras siguen otros lineamientos, dominados por la
direccin E-O y ofreciendo en conjunto una gran deformacin.
Las rocas mesozoicas muestran una tectnica correspondiente al
Cretcico superior, la cual ha sido afectada por movimientos
posteriores que reactivaron y deformaron las estructuras
pre-existentes.
Las rocas intrusivas muestran signos muy dbiles de deformacin,
lo que podra indicar que las rocas encajonantes probablemente
fueron plegadas y deformadas antes de la intrusin. Por lo general
las rocas plutnicas del rea tienen un junturamiento muy pronunciado
con una direccin NO que coincide con el lineamiento de la mayoria
de diques.
La estructura ms notable de los tufos del volcnico Sencca es el
disyuncin columnar prismtico bien desarrollado, debido al cual
forman paredes verticales.
Figura 3.1. Columna estratigrfica generalizada de la Zona de
Estudio.
Figura 3.2 la Cronoestratigrafa regional de la cuenca Arequipa.
(Acosta, 2010; Mamani et al., 2011; Rodriguez, 2011)
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