Informe Geologico Final

III. Objetivos: Realizar un análisis geológico-geotécnico de las condiciones de terreno para la

ejecución de obras civiles (canal de derivación, acueducto adosado y/o anclado al macizo rocoso, construcción de un túnel trasvase) con fines hidroenergéticos.

Realizar un análisis de la geodinámica externa y su implicancia en el comportamiento geotécnico del macizo rocoso, ante la acción de fuerzas aplicadas en su entorno físico, para así emprender el diseño de estructuras y obras de ingeniería.

IV. Morfología del área de estudio La zona de estudio presenta un relieve moderadamente ondulado, disectado por una red de drenaje dendrítico, las márgenes de las quebradas muestran laderas agrestes y empinadas.

La parte alta del Cerro Huachuma bordea los 2600 msnm aprox., mientras que la parte inferior donde se ubica la casa de maquinas se encuentra a 2100 msnm aprox. (próximo a la confluencia con la quebrada El Lanche) habiendo un desnivel aproximado de 500 m de diferencia la que será aprovechada con fines hidráulicos.

V. Geología Regional Las unidades diferenciadas en la zona se basan en los estudios de levantamiento de la Carta Geológica Nacional del INGEMMET a escala 1:50,000, del cuadrángulo de Incahuasi 13e-IV (Fredy Jaimes et al., 2010). Las unidades principales que afloran en la zona de estudio son:

El Monzogranito de la unidad El Carrizal, los depósitos volcánicos correspondientes al centro volcánico Cañariaco y depósitos Cuaternarios (ver Mapa Nº 3).

1. Substrato rocoso ¨Monzogranito de la unidad El Carrizal¨ Geológicamente el substrato rocoso de la zona corresponde a una formación geológica de naturaleza intrusiva que litológicamente corresponde a un Monzogranito leucócrata, mineralógicamente está compuesto por abundante contenido de cuarzo y feldespatos (ortoclasas y plagioclasas), y hornblenda como mineral accesorio (Ver foto Nº 1).

Son rocas bastante resistentes en superficie fresca, pero superficialmente se encuentran fuertemente meteorizadas produciendo alteración en la matriz rocosa donde los feldespatos muestran una alteración argílica avanzada (formación de arcillas) y donde los minerales de cuarzo se disgregan a manera de arena gruesa, conformando suelos arenosos con matriz limoarcillosa.

Presenta algunas superficies de discontinuidad (fracturamiento) distinguiéndose por sectores entre dos a tres familias de fracturas.

Foto Nº 1: Monzogranito fuertemente alterado por meteorización.

2. Depósitos volcánicos del Centro Volcánico Cañariaco Litológicamente corresponde a depósitos de flujos piroclásticos de cenizas volcánicas ricos en líticos con presencia de pómez de formas alargadas y cristales de cuarzo, sobreyace al Monzogranito de la unidad El Carrizal y se asume que corresponde al segundo episodio volcánico del Centro Volcánico Cañariaco.

Los afloramientos de esta unidad litológica se encuentran fuera del área de influencia del proyecto.

3. Depósitos superficiales Los depósitos inconsolidados que cubren al substrato rocoso se exponen principalmente en las laderas, se han originado por la alteración y disgregación del Monzogranito aunado a la caída de rocas por el intenso fracturamiento superficial.

Estos depósitos superficiales están conformados por suelos arenosos en matriz limoarcillosa (Ver foto N°2). Su grado de cohesión es variable varía desde poco sueltos a compactos, y su capacidad de resistencia está sujeta a las características geomecánicas de sus componentes y la buena clasificación de los mismos.

Foto Nº 2: Suelo arenoso en matriz limo arcillosa.

VI. Problemática: El área de estudio presenta problemas de geodinámica externa, y corresponde a un “deslizamiento de tipo traslacional múltiple”

VII. Caracterización Geológica - Geotécnica del terreno Introducción:

El deslizamiento activo se ha producido por la geodinámica propia del medio geológico aunado a procesos medio ambientales (meteorización y erosión), los que han afectado las características geomecánicas del substrato rocoso y que han formando zonas favorables para la ruptura del macizo rocoso ocasionando deslizamientos.

a. Evidencias que presenta el deslizamiento: Su interpretación se basa en observaciones de campo que permite analizar las zonas vulnerables expuestas a la peligrosidad actual y su implicancia a futuro; se ha realizado mediante el cartografiado geomorfológico y geodinámico de los procesos activos, que permitió reconocer geoformas relacionadas a dichos procesos.

Las evidencias observadas en campo son:

• Escarpas de deslizamientos activos, zonas de arranque asociados a derrumbes en roca fuertemente alterada, y deslizamientos en suelo coluvial.

• Diferencias morfológicas en el terreno asociada a laderas de moderada a fuerte pendiente debido a la evolución de los deslizamientos.

• Presencia de coronas de escarpa en la cabecera de los deslizamiento que se pueden activar por sobrecarga y saturación en época de lluvias.

b. Deslizamiento en el Cerro Huachuma: Manifestaciones

En la ladera suroeste del Cerro Huachuma, las características topográficas y morfológicas, muestran la existencia de un deslizamiento activo, desarrollado principalmente entre la cota 2550 (superior) y 2350 (inferior).

El deslizamiento del cerro Huachuma comprende un deslizamiento múltiple donde se puede diferenciar 04 (cuatro) deslizamientos que constituyen el deslizamiento principal, y 01 (uno) deslizamiento en la parte baja (ver Fotos N° 4 y 5).

El deslizamiento principal muestra superficie cóncava y de forma lobular, con ápice en la escarpa que se abre hacia ambos flancos de la quebrada, muestra zonas de escarpes moderadamente curvos, las superficies de rotura son planas y ligeramente curvadas con algunas estrías en las superficies de deslizamiento; la pendiente promedio varía entre 35º a 50°, en las laderas muestra cárcavas a manera de surcos producto de la erosión (ver Foto N° 3)

Las características geomecánicas del macizo rocoso, asociada a las características morfológicas (relieve), y las condiciones medioambientales (erosión y meteorización)

han condicionado la formación de zonas de debilidad favorables para la ocurrencia de deslizamientos a favor de la pendiente.

Asociado a la mala calidad de resistencia superficial que presenta el macizo rocoso, se observa en las laderas del Cerro Huachuma depósitos coluviales producto de la erosión, meteorización, fracturamiento y alteración del substrato rocoso. Estos depósitos no consolidados están constituidos por una mezcla de fragmentos angulosos a subangulosos en una matriz areno- limosa; este tipo de suelos muestran baja cohesión y resistencia en lo que respecta sus cualidades físico-mecánicas y son susceptibles a desprendimiento por sobrecarga y saturación ocasionando deslizamientos.

Foto Nº 3: Vista frontal del deslizamiento principal

Foto Nº 4: Vista panorámica de los deslizamientos pequeños que conforman el deslizamiento principal (ver detalle en anexos)

Foto Nº 5: Vista panorámica del deslizamiento en la parte baja de la zona de estudio (ver mapa Nº 2)

c. Causas que han producido el deslizamiento

Los procesos de inestabilidad en la ladera del Cerro Huachuma son: Factores condicionantes:

El macizo rocoso presenta un alto grado de meteorización y alteración que al

parecer es superficial, que puede alcanzar entre los 2 a 3 m de profundidad.

El macizo rocoso se encuentra moderadamente fracturado, se puede observar entre 2 a 3 familias de fracturamiento en roca fresca; superficialmente se encuentra fuertemente fracturado y algunos planos de fracturamiento se encuentran a favor de la pendiente constituyendo superficies de rotura para la ocurrencia de deslizamientos.

La pendiente natural de las laderas se encuentran entre los 30º y 50º (moderado a fuerte) y se vuelve abrupta a medida de que continúen los deslizamientos.

Presencia de suelos coluviales de poco espesor, poco a medianamente consolidados.

La zona de estudio presenta poca o nula cobertura vegetal.

Factores detonantes o desencadenantes: La presencia de lluvias de gran intensidad y corta duración, o de moderada

intensidad y larga duración (tipo Fenómeno del Niño), ocasionan el

incremento de la presión intersticial, de las fuerzas de filtración y del peso unitario de los materiales (macizo rocoso y suelo coluvial); esto favorece la ocurrencia de deslizamientos en diferentes episodios y escalas.

VIII. Apreciaciones Geotécnicas: La evaluación geológica-geotécnica es una tarea importante al analizar las condiciones geomecánicas de un macizo rocoso, evaluar las litologías presentes en el área de estudio implica caracterizar la competencia geomecánica (fracturamiento) y resistencia (meteorización) del macizo rocoso y así determinar su competencia frente al emplazamiento de obras civiles. Del mismo modo mismo implica realizar una diferenciación de los depósitos superficiales (suelos) y evaluar su comportamiento mediante técnicas de mecánica de suelos.

Desde el punto de vista Geotécnico las propiedades físicas de las rocas determinan el comportamiento mecánico del macizo rocoso. Estas propiedades físicas son el resultado de la composición mineralógica, fábrica e historia geológica e incluye procesos de alteración y meteorización; estas propiedades reflejan el comportamiento mecánico de las rocas frente a la aplicación de fuerzas durante el emplazamiento de obras civiles.

La matriz rocosa intacta presenta buenas características geomecánicas por su isotropía y homogeneidad y es poco probable encontrar rocas con estas características; en lo general, se tiene macizos rocosos que presentan un comportamiento anisótropo, discontinuo y heterogéneo que puede estar condicionado por factores medio ambientales.

En el caso del macizo rocoso (Monzogranito), la caracterización superficial geotécnica y geomecánica, determina que el macizo rocoso es “incompetente” , por lo tanto requiere aplicar técnicas de ingeniería antes, durante y después de emplazar estructuras civiles (cimentaciones, estructuras de anclaje, etc.). Así mismo, tiene problemas de geodinámica externa presentando un deslizamiento activo de tipo traslacional, que puede afectar cualquier tipo de estructuras e instalación geotécnica.

Según las observaciones de campo se han podido identificar macizo rocoso de características moderadamente competentes cercanas a la zona de descarga del túnel trasvase actual y en la parte inferior del mismo; sus características geomecánicas son competentes y resistentes por lo que se prevé podrían trabajar como superficies de soporte previo un análisis de mecánica de rocas.

Los problemas de geodinámica externa del cerro Huachuma pueden ser estabilizadas, para lo cual es necesario realizar trabajos de ingeniería aplicando técnicas de estabilización; así mismo se debe tomar medidas de control y prevención en caso de tener un deslizamiento de escala mayor.

Conclusiones

1. El área de estudio se localiza en los alrededores del Cerro Huachuma, políticamente se encuentra en el distrito de Salas, región y provincia de Lambayeque.

2. La morfología del terreno (laderas de moderada a fuerte pendiente) y la evolución de los deslizamientos ha favorecido el despliegue de superficies de rotura favorables para la ocurrencia de los deslizamientos.

3. Desde el punto de vista geológico regional las unidades principales que afloran en la zona de estudio son el Monzogranito de la unidad El Carrizal, depósitos volcánicos correspondientes al Centro Volcánico Cañariaco y depósitos de tipo coluvial (suelos).

4. La zona de estudio presenta problemas de geodinámica externa destacando un deslizamiento de tipo traslacional múltiple, que consta de 04 (cuatro) deslizamientos de menor escala que constituyen el deslizamiento principal, y 01 (uno) deslizamiento en la parte baja.

5. El deslizamiento del Cerro Huachuma corresponde a un deslizamiento de tipo traslacional múltiple, muestra superficie cóncava y de forma lobular, presentando zonas de escarpe moderadamente curvos en las laderas de los flancos, presenta superficies de rotura planas ligeramente curvadas con algunas estrías en las superficies de deslizamiento con una pendiente promedio de 35º a 50°.

6. El deslizamiento se ha originado por las condiciones no competentes del macizo rocoso; que han sido favorables para la rotura del substrato rocoso generando la ocurrencia de deslizamientos.

7. Litológicamente la zona del deslizamiento principal está compuesta por un substrato Monzogranitico, mineralógicamente está compuesto por abundante contenido de cuarzo y feldespatos (ortoclasas y plagioclasas) y presenta hornblenda como mineral accesorio.

8. El macizo rocoso en superficie se encuentra fuertemente meteorizado, la matriz rocosa ha sufrido una fuerte alteración de sus componentes minerales, los feldespatos presentan alteración argílica avanzada (formación de arcillas) y los minerales de cuarzo se disgregan a manera de arena gruesa, conformando suelos arenosos con matriz limoarcillosa.

9. El substrato rocoso se encuentra cubierto por depósitos coluviales (suelos) producto de la erosión, meteorización y fracturamiento del mismo, está constituido por una mezcla de fragmentos angulosos a subangulosos inmersos en una matriz areno-limosa.

10. La naturaleza de los depósitos cuaternarios (suelo heterogéneo y poco consolidado) muestran propiedades geomecánicas poco resistentes frente al

acelerado proceso de erosión en las laderas naturales. Esto aunado a las características superficiales del macizo rocoso han contribuido la ocurrencia del deslizamiento.

11. La degradación del macizo rocoso y el acelerado proceso de erosión está relacionada con la poca vegetación y las condiciones geoambientales a la cual está sometida la zona de influencia del deslizamiento, la misma que puede agravarse por la presencia de lluvias de gran intensidad (tipo Fenómeno del Niño) ocasionando un deslizamiento de mayor escala por sobrecarga y sobresaturación.

12. La caracterización geotécnica-geomecánica de las condiciones superficiales del macizo rocoso determina que el macizo rocoso es incompetente para el emplazamiento de obras civiles; por lo que se recomienda no anclar ningún tipo de estructura que pueda contener sobrecarga.

13. Los problemas de geodinámica externa del cerro Huachuma a consecuencia de los deslizamientos puede afectar las estructuras e instalaciones de las obras civiles previstas para la viabilidad del proyecto; por lo cual se requiere la aplicación de técnicas de ingeniería para la estabilización del mismo previo al emplazamiento de una obra civil.

Recomendaciones

En vista de que el proyecto hidroenergético Huallabamba (central hidroeléctrica) requiere una propuesta técnica viable para la ejecución y emplazamiento de obras civiles, se sugiere algunas ideas técnicas frente a los problemas Geológicos - Geotécnicos y de geodinámica externa presentes en el área de influencia:

Acciones a tomar para poder estabilizar el deslizamiento de la ladera SW del Cerro Huachuma:

Realizar la modificación de la geometría del terreno con la finalidad de reducir las fuerzas desestabilizadoras que inducen al deslizamiento; el objetivo es reducir la pendiente media del terreno para lo cual podemos realizar un “terraceado del talud” esto reduce la pendiente a través de terrazas sobre la pendiente, donde se remueve el material de la parte alta y se fortalece el pie del deslizamiento.

Uso de estructuras flexibles (gaviones) o rígidas (muros de contención) para poder estabilizar el talud por donde se prevé trasladar el canal de derivación. En caso de tener desprendimientos de roca podemos utilizar redes con cables flexibles.

En áreas moderadamente críticas se sugiere la adopción de medidas de estabilización por medio de la plantación de especies vegetales en las laderas y/o el uso de geotextiles (biomantas), para poder controlar la erosión y disminuir la infiltración de agua en épocas de lluvia.

Realizar ensayos hidrogeológicos tipo Lefranc, para determinar los parámetros hidrogeológicos (permeabilidad, porosidad, conductividad hidráulica), y considerar la instalación de equipos para el monitoreo de los niveles piezométricos.

Realizar pruebas de laboratorio como ensayos de corte directo para determinar el ángulo de fricción interna y la cohesión del terreno.

Considerar la instalación de un inclinómetro para el monitoreo del deslizamiento.

El poder destructivo de los deslizamientos está directamente relacionada a la cantidad de masa deslizada y la rapidez con la que se desencadenan los mismos; estas características los hacen peligrosos por lo cual en zonas rocosas muy fracturadas se debe considerar:

• Evitar cortes muy grandes de talud • No construir obras civiles pegadas al corte del talud • Dejar un espacio de guarda • Reforzar las estructuras de soporte que contrarresten las fuerzas de

empuje, de forma tal que trabajen eficientemente.

Realizar zanjas de coronación con revestimiento de concreto en la cabecera del deslizamiento para la derivación de aguas pluviales y evitar el agrietamiento y formación de zonas de rotura para el desarrollo de deslizamientos.

En vista de que se ha planteado hacer un canal de derivación (propuesta Nº 1) o un túnel (propuesta Nº 2) se debe considerar:

Realizar muros anclados de protección a lo largo de la zona de conducción del canal de derivación y/o tubería superficial de aducción anclada.

Se puede conducir la tubería superficial de aducción empleando estructuras sub-aéreas con pórticos de concreto armado “tipo H” cuyos pilares se deben cimentar en macizo rocoso ¨competente¨.

En caso de ver viable la construcción del túnel considerar estudios consistentes de mecánica de rocas (perforaciones geotécnicas) para evaluar el comportamiento del macizo rocoso frente a la acción de fuerzas aplicadas en su entorno físico que modificaran las condiciones iniciales del medio rocoso (modelo geológico); esto ayudara al diseño de estructuras de contención y obras de ingeniería.

Estas consideraciones técnicas tienen carácter preliminar y deberán ser validadas con datos de laboratorio y estudios más completos tanto geotécnicos como de mecánica de rocas. Son el resultado de la evaluación geológica - geotécnica preliminar que sustentará la parte geológica concerniente a la “viabilidad del perfil de proyecto”.

ANEXOS

Anexo fotográfico Nº 1: Vista lateral del deslizamiento 1 ubicado en el extremo derecho y en la parte Sur del deslizamiento principal; este deslizamiento se ha desarrollado en depósitos coluviales (suelos arenosos con matriz limoarcillosa) teniendo como plano de ruptura el contacto con el substrato rocoso alterado.

Anexo fotográfico Nº 2: Vista lateral del deslizamiento 2 ubicado en la parte central y en la parte Suroeste del cerro Huachuma; constituye el deslizamiento principal que afecta la proyección de las obras civiles del proyecto; se ha desarrollado en roca fuertemente alterada con planos de ruptura a favor de la pendiente.

Anexo fotográfico Nº 3: Vista lateral de los deslizamientos 3 y 4 ubicados en el extremo izquierdo y en la parte Noroeste del deslizamiento principal; constituye el segundo deslizamiento en importancia que afecta la proyección de las obras civiles del proyecto; se ha desarrollado en roca fuertemente alterada con planos de ruptura a favor de la pendiente aprovechando la morfología del terreno.

Anexo fotográfico Nº 4: Vista lateral-frontal del deslizamiento principal, se puede observar la fuerte pendiente del terreno la misma que ha favorecido al desprendimiento del deslizamiento aunado a las características geológico – geotécnicas del substrato rocoso.

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Camara de Carga

Desarenador

Casa de Maquinas

Estación Eléctrica Elevadora

C° Pampa Junta

C° Chilcapampa

C° Tingo

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Olos

Cedro

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Rodeopampa

El Naranjo

Huallabamba

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Muñuño / Santa Elena

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0000 PIURA

TUMBESAMAZONAS LORETO

SAN MARTINCAJAMARCA

AMAZONAS

LA LIBERTAD

ANCASHANCASHUCAYALI

MADRE DE DIOSCUSCO

JUNIN

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OCEANO PACIFICO

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MOCHUMI

LAMBAYEQUEPUEBLO NUEVO

FERREÑAFEMANUEL ANTONIO MESONES MURO

PITIPO

INCAHUASI

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CHICLAYOLA VICTORIASAN JOSE

LA VICTORIAMONSEFUSANTA ROSA

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NUEVA ARICA

LAGUNAS

CAÑARIS

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B Tubería Forzada

Canal de descarga

Tunel Trasvaseexistente

Canal de Derivación

. DISTRITO DE SALAS

DISTRITO DE CAÑARIS

HIDROWAYA S.A.CCENTRAL HIDROELÉCTRICA HUALLABAMBA

UBICACIÓN DEL PROYECTO1/20,000 LAMBAYEQUE LAMBAYEQUE SALAS

Plano:

Dpto: Provincia: Distrito:

Proyecto:

Escala:

Fecha: Dibujo: Diseño: Revision: Aprobación:

Plano:

AGOSTO 2012 D.F.I.C1

LOCALIZACIÓN

DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE

0 630 1,260 1,890 2,520315Meters

Centros PobladosCarretera HuallabambaCanal HuallabambaArea ConcesiónLímite DistritalLímite ProvincialCotasCurvas de Nivel

LEYENDA

El mapa está proyectado en el Sitema UniversalTrasverse Mercator (UTM), Zona 17S para el DatumWGS 1984.

C° Pampa Junta

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AREQUIPA

PIURA

MADRE DE DIOS

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AYACUCHO

SAN MARTÍN

HUÁNUCOPASCO

TACNA

APURÍMAC

AMAZONAS

CAJAMARCA

LA LIBERTAD

HUANCAVELICA

MOQUEGUA

LAMBAYEQUE

TUMBES

CALLAO

Océano Pacífico

Océano Pacífico

LAMBAYEQUE

CHICLAYO

FERREÑAFE

Río Chicama

Río Piura

HIDROWAYA S.A.CCENTRAL HIDROELECTRIAC DE HUALLABAMBAUBICACION DEL PROYECTO

ESCALA: DEPARTAMENTO: PROVINCIA DISTRITO: PLANO:

APROBADO:DISEÑO:DIBUJO:FECHA: REVISADO:

PLANO:

PROYECTO:

LAMBAYEQUE LAMBAYEQUE SALAS 02E.GIRALDOJ.CAVERO27/08/2012

CANAL DE DESCARGA

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SISTEMA DE COORDENADAS: UTMDATUM: WGS 84 ZONA 17S

AREA DE ESTUDIO

LEYENDACANAL HUALLABAMBATUBERIA FORZADACANAL DE DERIVACIONTUNEL DE TRASVASE EXISTENTECARRETERA HUALLABAMBACURVAS MAESTRASCURVAS SECUNDARIASRIOSAREA DE CONCESION

UBICACION DE DESLIZAMIENTOUBICACION DE DESLIZAMIENTO

Cerro Huachuma

C° Pampa Junta

Q. Lanche

Q. Jarro

Quebrad

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674000

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675000

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HIDROWAYA S.A.CCENTRAL HIDROELECTRICA DE HUALLABAMBA

GEOLOGICOESCALA: DEPARTAMENTO: PROVINCIA DISTRITO: PLANO:

APROBADO:DISEÑO:DIBUJO:FECHA: REVISADO:

PLANO:

PROYECTO:

LAMBAYEQUE LAMBAYEQUE SALAS 03E.GIRALDOJ.CAVERO27/08/2012

CANAL DE DESCARGA

TUBERIA FORZADA

CANAL DE DERIVACION

TUNEL TRASVASE EXISTENTE

DESARENADOR

CAMARA DE CARGA

CASA DE MAQUINAS

i

ESTACION ELECTRICA ELEVADORA

2100

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1: 8000

QUEBRADA LANCHE

SISTEMA DE COORDENADAS: UTMDATUM: WGS 84 ZONA 17S

UBICACION DE DESLIZAMIENTOUBICACION DE DESLIZAMIENTO

Pe-ca/2

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Pe-gr-ca

ESTRATIGRAFIA

Pe-ca/2

Pe-gr-ca

ROCAS DEL CENTRO VOLCANICO CAÑARIACO

DEPOSITOS DE FLUJOS PIROCLASTICOS DE CENIZAS RICOS EN LITICOS CON PRESENCIA DE POMEZ ALARGADAS Y CRISTALES DE CUARZO

MONZOGRANITO LEUCOCRATICO CON ABUNDANTE CONTENIDO DE CUARZO, FELDESPATO POTASICO (ORTOCLASA) Y DE TIPO PLAGIOCLASA Y HORNBLENDA; SUPERFICIALMENTE SE ENCUENTRA FUERTEMENTE ALTERADO

UNIDAD CARRIZAL--ROCAS IGNEAS

LEYENDACANAL DE DERIVACIONTUNEL DE TRASVASE EXISTENTECARRETERA HUALLABAMBACURVAS MAESTRASCURVAS SECUNDARIASRIOSCAMARA DE CARGADESLIZAMIENTO

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CASA DE MAQUINASESTACION ELECTRICA

NOTA:LA NOMENCLATURA UTILIZADA EN LA DESCRIPCION DE LA ESTRATIGRAFIA CORRESPONDE A INGEMMET

Cerro Huachuma