MODELAMIENTO GEOELECTRICO Y GRAVIMETRICO DE UN SECTOR DEL SUROESTE DE LA SABANA DE BOGOTA LUIS ALBERTO BRICENO GUARUPE Profesor Asociado, Departamento de Geociencias-Facultad de Ciencias-Universidad Nacional de Colombia IRENE ARANGO HAUPT Ge610ga, Carrera de Geologia-Facultad de Ciencias-Universidad Nacional de Colombia Briceno. L. A. & I. Arango (2000): Modelamiento qeoelectrico y qravirnetrico de un sector del suroeste de la Sabana de Bogota. Geofis. Colomb. 4:43-60. ISSN 0121-2974. Santa Fe de Bogota, D.C. - Colombia RESUMEN Se realiz6 un modelamiento geol6gico del subsuelo en una zona ubicada en inmediaciones del municipio de Soacha, entre las coordenadas N 997.000 a 1'000.000 y E 985.000 a 988.000. Se determin6, con base en mediciones qravirnetricas y qeoelectricas. controladas con la observaci6n geol6gica de afloramientos y el registro de perforaci6n del pozo Terreros II, que la cuenca se profundiza en sentido SE-NW, siendo el Grupo Guadalupe la base de la sucesi6n litol6gica considerada. EI Grupo Guadalupe se identifica por presentar resistividades entre 300 y 380 ohm-m y se profundiza desde 60 m al SE hasta 240 m al NW. Sobre esta unidad se interpretan, siguiendo la misma tendencia de profundizaci6n, las arcillolitas de la Fm. Guaduas (espesor promedio de 60 m), una capa delgada de areniscas terciarias (15 m de espesor promedio) y rocas terciarias y cuaternarias no consolidadas sin diferenciar. EI mapa de Anomalia Bouguer Simple muestra variaciones entre -142 y -149 mgal, con una tendencia regional de disminuci6n en direcci6n SE a NW, coincidiendo en direcci6n y magnitud con valores previamente calculados para esta zona. A partir del mapa de Anomalia Residual (con un rango de valores de 12.4 a 15.5 mgal), que se utiliz6 para el modelamiento, se determin6 la presencia de un minimo qravimetrico que coincide con la posici6n y sentido de la profundizaci6n de la cuenca y limita al occidente con una zona de fuerte gradiente de anornalia. 10 que permite proponer la continuidad en el subsuelo de la Falla de Sucre, con una direcci6n aproximada N45°W, que concuerda con 10 esperado a partir de la revision geol6gica preliminar. ABSTRACT A subsurface geological modeling was carried out near the Soacha area. Based on both gravimetric and geoelectric measurements, the examination of surface geological data and the Terreros II well log, it is proposed that the basin deepens from southeast toward northwest, being the Guadalupe Group the bottom of the lithologic studied sequence. High resistivity values ranging from 300 to 380 ohm-m characterizes the Guadalupe Group, which is found at 60 m in the southeast and deepens to 240 m in the northwest of the area. Above this rock unit, following the same deeping tendence, should appear the Guaduas Formation (about 60 m thick), a thin belt of Tertiary sandstones (about 15 m thick) and non-diferentiated Tertiary-Quaternary unconsolidated sediments. Simple Bouguer Gravity anomaly map shows variations between -142 to -149 mgal, with a regional decreasing from SE to NW that coincides in amplitude and direction with previous values for this zone. The Residual Anomaly map (ranging from 12.4 to 15.5 mgals), that was used for modeling, shows a relative gravity minimum which matches the trend of deeping and position of the basin and it borders a strong gradient anomaly, suggesting the continuity of the Sucre Fault in the subsurface, with a N45°W direction. 1. INTRODUCCION EI conocimiento del subsuelo de la Sabana de Bogota es importante dentro del panorama geol6gico del pais por la implicaci6n social y econ6mica, aparte del aspecto tecnico y cientifico. Dicho conocimiento contribuye, por una parte a la microzonificaci6n sismica, adernas es la base del planearniento de obras civiles y ayuda, finalmente, a la definici6n de acuiferos subterraneos. Por ser un terreno elativamente plano, la adquisici6n de informaci6n geol6gica esta muy restringida y se requiere de la perforaci6n de pozos 0 de la implementaci6n de herramientas geofisicas para obtener un modelamiento real del subsuelo. Con el prop6sito de complementar el conocimiento actual de la geologia de la Sabana de Bogota, en el presente trabajo se escogi6 un sector al sur-occidente de Santa Fe de Bogota, en inmediaciones del municipio de Soacha (Fig.1), con el fin de realizar en la zona mediciones gravimetricas y geoelectricas, tomando como control en la interpretaci6n de los datos adquiridos, el registro de perforaci6n de un pozo para aguas, ubicado dentro del area y la geologia conocida de los alrededores. Por medio de la geofisica se intent6 determinar la continuidad en el subsuelo de las estructuras y unidades aflorantes y, asi mismo, establecer la geometria de las unidades que conforman la cuenca. EI modele geol6gico presentado servira en el futuro como punta de amarre en estudios de zonas cercanas, en donde no se presenten afloramientos y la informaci6n geofisica 0 de pozo sea escasa 0 nula. 2. MARCO GEOLOGICO GENERAL La Sabana de Bogota es una altiplanicie situada en la cordillera oriental de Colombia entre los 4°30' y los 5 °30' norte y los 74° Y 74°30' oeste, es una de las mayores cuencas de su tipo, casi completamente cerrada. Se encuentra rodeada por cerros, a una altura aproximada de 2550-2650 m sobre el nivel del mar y abarca un area de 1400 km2 . EI relleno de la Sabana de Bogota esta constituido por sedimentos terciarios y cuaternarios depositados sobre rocas cretacicas que tambien conforman los cerros adyacentes. La geologia general del area de estudio, que se presenta, descrita a continuaci6n, es producto de una compilaci6n biblioqrafica y posterior revisi6n de la misma en campo, apoyada por un analisis fotogeol6gico. La geologia general se sintetiza en el mapa geol6gico anexo (Fig.2). La relaci6n estratiqrafica de las unidades descritas se encuentra detallada en la columna presentada por Arango (1998). 2.1 Estratigrafia A continuaci6n se presenta una breve descripci6n de las unidades aflorantes en el area de estudio, asl como de las que se espera encontrar en el subsuelo. Son formaciones geol6gicas pertenecientes a los periodos Cretacico, Terciario y Cuaternario. Cret3cjco: Formaci6n Chipaque (Kvc)-Cenomaniano-Coniaciano-: En la zona se encuentra conformando el nucleo del Anticlinal de Cheba. Forma parte del Grupo Villeta, suprayace la Fm. Une e infrayace la Fm. Arenisca Dura. Su contacto superior en el area de estudio se presenta de manera concordante y transicional. Litol6gicamente esta conformada por tres segmentos (Renzoni. 1962): un nivel inferior constituido par arenitas de grano muy fino con delgadas intercalaciones de arcillolitas; un segmento intermedio conformado por calizas arenaceas fosiliferas con intercalaciones de arcillolitas, y un segmento superior constituido por arcillolitas negras intercaladas con delgadas capas de calizas y areniscas. En el area de estudio aflora el segmento superior, caracterizado por presentar lodolitas de colores gris oscuro a negro, carbonosas, fisiles, con laminaci6n fina paralela en capas y bancos de 10 cm hasta 1 m hacia el tope y con un aumento de espesor, hacia la base, de 1.5 hasta 2 m. Presenta intercalaciones de 20 cm hasta 1.5 m de areniscas de grana fino, amarillentas a cafes, con matriz arcillosa y presencia de f6siles (escamas de peces). No se presentan intercalaciones calcareas en el sector. EI espesor de la formaci6n medido en el Cerro de Cheba fue de 69 m (Angel et al., 1988). Grupo Guadalupe: Fm. Arenisca Dura (Kgd) -Coniaciano-: Es la base del grupo. En la zona de estudio se encuentra aflorando, en ambos f1ancos del Anticlinal de Cheba, suprayaciendo transicionalmente a la Fm. Chipaque. Se encuentra fallada en ambos f1ancos del anticlinal, al oriente por la Falla de Sucre, que delimita el contacto con la Fm. Arenisca de Labor y al occidente con una falla que la pone en contacto con la misma formaci6n. N A ~{ j .~ . ~ ~ . . ~~~ FIGURA 1. MAPA DE LOCALIZACION DEL AREA DE ESTUDIO Litol6gicamente esta constituida por arenitas finas (algunas veces alcanzan a ser finas a medias), blancas a gris amarillentas (por alteraci6n), bien seleccionadas, duras y macizas, ocasionalmente rnicaceas (1-2%), en capas gruesas (de 1.5 a 10m de espesor). Presenta intercalaciones delgadas de arcillolitas lodosas grises, lodolitas arenosas y liditas; capas de 10 a 40 cm que hacia la parte mas superior de la unidad pueden alcanzar espesores mayores, de hasta 5 m. Las capas de areniscas predominan en toda la sucesi6n expuesta en la zona. Presenta una estratificaci6n principalmente plano- paralela, aunque entre algunos bancos se observa laminaci6n fina ondulosa (no es cornun). Esta fuertemente compactada por cementa siliceo principalmente (Vergara & Rodriguez, 1996). EI espesor de la unidad, medido al occidente del eje del Anticlinal de Cheba, alcanza los 258 m (Angel et.al., op.cit.) Fm. Plaeners (Kgp) -Santoniano-: No aflora en la zona estudiada. Suprayace a la Fm. Arenisca Dura e infrayace a la Fm. Arenisca de Labor (normalmente sus contactos inferior y superior son concordantes y transicionales). Litol6gicamente, en los afloramientos cercanos a la zona de estudio, esta constituido por una sucesi6n de arcillolitas y limolitas siliceas con fractura conc6idea y partici6n en romboedros, muy compactas, de colores c1aros intercaladas con bancos de arcillolitas y lodolitas arenosas gris a gris verdoso, fisiles, blandas, conformando bancos de 1.5 hasta 10m de espesor. Tarnbien se presentan capas de arenisca de grana muy fino en bancos de estratificaci6n gruesa (hasta 3 m) separadas por finas capas de arcillollitas de color blanco amarillento, muy porosas (por disoluci6n de f6siles). En la Quebrada EI Molino, al sur del area de estudio tiene un espesor de 63 m. (Hernandez & Rincon, 1990). Eseala 1:20.000 CONVENCIONF5 fKch I Formacion Chipaque ~ Formacion Arenisca Dura ~ Formaci6n Arenisca de Labor I K-Tg I Formaci6n Guaduas Cuatemario AluvialjColuvial Curvas de Nivel Datos Estructurales Trazo de Falla observado Trazo de Falla cubierto Trazo de Falla inferido Anticlinal invertido Represa Terreros Areas Construidas FIGURA 2. MAPA GEOLOGICO Fm. Arenisca de Labor (KgL)-Campaniano: En la zona de estudio se encuentra en el f1anco occidental del anticlinal de Cheba, mediante contacto fallado con la Formaci6n Arenisca Dura (en posici6n inversa) y en los alrededores de las antiguas Canteras Terreros, frente a la represa Terreros, en el f1anco oriental del anticlinal de Cheba, buzando entre 10 Y 40 grados hacia el NE y cubierta en su gran mayoria por un espeso coluvi6n. Se caracteriza por presentar bancos gruesos de liditas, muy similares a las presentes en la Fm. Plaeners, intercalados con bancos tarnbien gruesos de areniscas. De base a techo la unidad esta compuesta por areniscas grises blancuzcas a blanco amarillento, de grana fino hasta muy fino, intercaladas con capas de arcillolitas blancas qrisaceas, mas frecuentes y espesas hacia la base de la unidad, conforman bancos de entre 15 cm y 1.5 m. En la base de la unidad se observa fractura en romboedros. En la parte intermedia, la unidad se compone de intercalaciones de areniscas arcillosas blancas y amarillentas, de tamario variable (de muy fino a grueso, tamario medio predominante), porosas por disoluci6n de f6siles y ocasionalmente micaceas, y lodolitas siliceas gris verdosas, micaceas, laminadas. En la parte mas superior de la unidad se presentan capas de areniscas arcillosas blancas amarillentas a gris claras, con tamario de grana variable, desde grueso hasta grava fina, formando capas gruesas que muy comunrnente se acurian 0 toman forma lenticular; las areniscas se intercalan con capas delgadas de arcillolitas grises. Hernandez & Rincon, op.cit., Ie asignaron un espesor de 50 m, medido en la Quebrada EI Molino. AI sur de las antiguas Canteras Terreros la unidad alcanza 150 a 200 m de espesor (Julivert, 1963). Fm. Arenisca Tierna (KgT) -Maastrichtiano Inferior-: No aflora en la zona de estudio, perc si en cercanias de la misma, al oriente de la Represa Terreros (entre la Falla Terreros y una falla satelite), en el Valle del Rio Soacha (al occidente de la zona) y al sur, en las canteras de la Vereda Pantoja, donde no se observa el tope. Litoloqicarnente esta constituida por arenitas con tarnario de grana variable, con predominio de grana grueso a muy grueso hasta ligeramente conqlomeratico, en potentes bancos separados por finos paquetes de arcillolitas y limolitas oscuras interestratificadas. Hacia la base se encuentran bancos gruesos de areniscas friables, arcillosas (de 5 a 10% de matriz), color cafe amarillento a blanco, de grana grueso a muy grueso, con mezcla ocasional de grava fina y esporadicarnente grano fino a muy fino, los cuales se intercalan con capas mas delgadas de limolitas y arcillolitas que hacia el techo forman laminas gruesas. Terciario: Fm. Guaduas (Tg) -Maastrichtiano Superior-Paleoceno: Suprayace a la Fm. Arenisca Tierna e infrayace a la Fm. Arenisca del Cacho. Puede dividirse informalmente en tres segmentos (Hubach , 1957): Conjunto Inferior: Constituido por arcillolitas gris oscuras con algunos fosiles en la base (amonitas y bivalvos aplastados), que permiten asignar a la base de la forrnacion una edad Maastrichtiano (Dietrich, ct. Hubach, op.cit.). Conjunto Medio: Conformado por dos niveles de areniscas de grana fino a medio y a veces de grueso a conqlorneratico (Arenisca La Guia de aproximadamente 30 rn, ct. Aalto, (1971), hacia la base y Arenisca Lajosa en la parte superior). Entre ambos niveles arenosos se encuentran capas de arcillolitas gris oscuras que contienen mantos de carb6n explotables (este segmento constituye la parte productiva de la formaci6n). En los horizontes arcillosos abundan los restos de plantas. Angel et al., op.cit., proponen, al sur, un espesor de 88 m para este segmento intermedio arenoso. Conjunto Superior: Presenta capas de arcillolitas varicoloreadas (rojizas, azulosas, verdosas y moradas) entre las que se encuentran mantos de carb6n no explotables y bancos de areniscas de grana medio grueso a grueso. Tiene un espesor promedio que oscila entre 700 a 1000 m. Su ambiente de dep6sito se interpreta como marino transicional (Hubach, op.cit.). En el area de estudio aflora la Arenisca La Guia y las arcillolitas suprayacentes (parte inferior y media del 47 conjunto intermedio), en posici6n normal. La Arenisca La Guia aflora en el costado oriental del area, buzando alrededor de 25° hacia el NW y las arcillolitas suprayacenles siguen la misma direcci6n y aparecen en contacto fallado con la Fm. Arenisca de Labor, por acci6n de la Falla de Terreros. Fm. Arenisca del Cacho (Tc)-Paleoceno-: Hubach, op.cit., dividi6 la unidad en tres coniuntos, dos arenosos (Infracacho y Supracacho) y uno lutitico, intermedio entre los dos. Los conjuntos arenosos estan conformados por areniscas de grana medio a grueso hasta conqlorneraticas, mal seleccionadas. Hacia el sur de la Sabana aparece su afloramiento tipico en la Quebrada de San Cristobal (Hubach, op.cit.), donde alcanza un espesor de 100 metros. Fm. Bogota (Tb) -Paleoceno-Eoceno Inferior: Esta constituida por arcillolitas y limolitas abigarradas (moradas rojizas a grises) intercaladas con capas de 2 a 20 m de espesor de areniscas amarillas a rojizas, lodosas (10 a 20%), de grana muy fino a medio. Su contacto con la suprayacente Fm. Regadera es discordante. Sequn Julivert, op.cit, tiene un espesor de 2000 m. Fm. La Regadera (Tr) -Oligoceno-: Nombrada por Hubach, op.cit., como un miembro de la Arenisca del Cacho. Julivert, op.cit., la eleva al range de forrnacion. Constituida por areniscas cuarzosas de grana fino a muy grueso, lodosas (10 a 20%), generalmente friables, con selecci6n regular a mala, cemenladas por 6xido de hierro, color blanco amarillento. Presenta frecuentes intercalaciones de laminas arcillolilas grises a violetas-rojizas y conglomerados finos. Tiene un espesor aproximado de 320 m. Fm. Usme (Tu) -Mioceno-: Establecida por Hubach, op.cit.. En 1963 Julivert la dividio en dos: parte basal, lutitica predominantemente, con intercalaciones arenosas finas y un espesor de 50 m, y parte superior, constituida por intercalaciones de areniscas gruesas y conglomerados de grana fino, con un espesor de 75 m. Presenta un contacto concordante con la Fm. Regadera en el f1anco occidental del Sinclinal de Usme y un contacto discordante con la misma en el f1anco oriental del sinclinal. Cuaternario: Fm. Tilata (Tt) -Plioceno-Pleistoceno-: Establecida por Scheibe, 1934. Producto del dep6sito de sedimentos lacustres, paludales y marginales distribuidos en la Sabana de Bogota (Hubach, op.cit.). 48 Esta compuesta por dep6sitos sin consolidar de arenas de grana fino a grueso hasta conglomerados, limos arcillosos y arcillas rojizas y grises, cenizas, restos de plantas y capas caoliniticas. Es muy vulnerable a la acci6n de agentes mete6ricos (presenta gran cantidad de surcos y carcavas). En algunos sectores se presentan restos de mastodontes. En la zona de estudio se observa su presencia en los alrededores de la Represa de Terreros, don de se encuentran bloques gruesos de areniscas tipicas de la parte inferior del Grupo Guadalupe, embebidos en una matriz arcillo-terrosa y cubiertos por un paleosuelo negro de 70 cm a 1 m de espesor, que posiblemente contiene un nivel de cenizas volcanicas (comunicaci6n directa del ge610go Mauricio Diaz S.). Fm. Sabana -Pleistoceno-: Constituida por sedimentos producto del relleno lacustre de la Sabana de Bogota, intercalados con sedimentos menores aluviales y de pantano: arcillolitas, arenas y gravas, producto del dep6sito lagunar: lodolitas y turbas, dep6sitos de pantano, y arcillas de inundaci6n, arenas y cascajos, correspondientes a los depositos fluviales (Hubach, op.cit.). En su parte inferior dominan los sedimentos arenosos y en la parte superior los arcillosos. Su espesor supera los 400 m (Duenas, 1978) Dep6sitos Coluviales, (QcI) : Coluviones de matriz arenosa, con bloques angulares de arenita de diferente tarnano y limos y arcillas del valle aluvial de la antigua Quebrada Terreros., Dep6sitos Aluviales (Qal) Gravas, cantos y bloques redondeados en matriz arenosa y arcillosa Estan cubriendo parte de la zona plana del area de estudio. 2.2 Geologia Estructural EI sector sur-occidental de la Sabana de Bogota, donde se encuentra ubicada la zona de estudio, tiene una alta complejidad tect6nica, caracterizada por la presencia de fallas inversas con direcci6n NW, cubiertas por dep6sitos cuaternarios Los pliegues son estrechos y sin orientaci6n preferencial. Las zonas mas fracturadas, deterrninadas por conteo de diaclasas en una misma direcci6n, sequn Angel et.al. (1988), son las zonas que se extienden a 10 largo de fallas mayores, como es el caso de las dos fallas de importancia presentes en el sector, y la zona ubicada al norte de la Represa de Terreros, don de la Fm. Guaduas se encuentra afectada de manera muy con stante por diaclasas asociadas a fallas de pequeria y mediana escala (abundantes en el sector). Las principales estructuras geol6gicas presentes en el area son: Falla de Sucre: Se evidencia por el fuerte diaclasamiento que se presenta en la zona rnontanosa, a 10 largo de un sector que fotogeol6gicamente se distingue como un lineamiento marcado. Presenta su bloque occidental levantado, el cual esta conformado por rocas de la Fm. Arenisca Dura, con pianos de buzamiento invertidos y las pone en contacto con las arenitas y liditas de la Fm. Arenisca de Labor, tam bien invertidas. Corta el flanco oriental del anticlinal de Cheba. Es de tipo inverso, con rumbo N300W (direcci6n del lineamiento fotogeol6gico) e inclinaci6n de 80° hacia el SW (sequn Caro & Garcia, 1988). Su continuidad bajo el dep6sito cuaternario no es clara. Angel et al., op.cit, proponen que es cortada por la Falla de Terreros y desplazada al occidente una distancia promedio de 200 m. Falla de Terreros: De tipo inverso, se encuentra cubierta por coluviones 0 por la Fm. Tilata, perc es evidente su trazo, ya que pone en contacto a la Formaci6n Guaduas con la Fm. Arenisca de Labor en la parte norte de la represa de Terreros y posiblemente es la responsable de la inversi6n de los buzamientos y del grade de fracturamiento de las rocas de la Fm. Guaduas, observado en las canteras del costado derecho, al norte de la Represa de Terreros. Presenta su mayor desplazamiento hacia el NW de la zona de estudio y su influencia disminuye hasta desaparecer. Se inclina al occidente con un plano variable entre 45° y 80° (Angel et al., op.cit.). Anticlinal de Cheba: Estructura alargada que presenta ambos f1ancos invertidos. En su nucleo aflora el segmento superior de la Fm. Chipaque. Esta limitado por las fallas de Sucre al oriente y del Sinclinal del Rio Soacha, fuera de la zona de estudio, al occidente. Hacia el sur, fuera del area estudiada, presenta un desplazamiento de su eje debido a la acci6n de una serie de fallas transversales. Tiene un claro cierre periclinal truncado hacia el norte, posiblemente debido a la acci6n de la Falla de Terreros. 3. GRAVIMETRIA Para la adquisici6n de los datos se utiliz6 un gravimetro Worden previa mente calibrado (Arango, op.cit). La base topcqrafica fue levantada con nivel de precisi6n (± 0.1 m) Debido a que los puntos qeodesicos cercanos al area de estudio, establecidos por el Instituto Geoqrafico Agustin Codazzi, fueron destruidos, se hizo necesario el establecimiento de bases qravimetricas de tercer orden que sirvieran como bases de cierre y permi ieran hacer las mediciones requeridas en la zona. Las bases auxiliares establecidas fueron GUN1 y GUN2 (ver mapa de ubicaci6n de estaciones qravirnetricas y �~RIc;ENQ&j~~NG9:MODELAMIENTO GEOELECTRICO GRAVIMETRICO SECTOR SABANA BOGOTA SEVS, Fig.3), para las cuales se determinaron los siguientes valores de gravedad (sistema de referencia de 1924): GUN1=977404.23 mgal GUN2=977405.00 mgal La precisi6n en el valor de gravedad de las bases auxiliares es del orden de una centesima de mgal. Las estaciones se establecieron en perfiles cuyo maximo tiempo de cierre fue de 3Y:zhoras y se utilizaron cierres simples del tipo ABCDEFA, donde la base A es una de las bases qravirnetricas de tercer orden (GUN1 0 GUN2). EI valor de la gravedad observada se obtuvo mediante la aplicaci6n de la siguiente f6rmula: Goss = Lo (0.089)+Coer + CMa+ CCI+ GSa donde Lo es la lectura del dial, COeres la correcci6n por deriva instrumental, CMa es la correcci6n de mareas terrestres, CCi es la correcci6n del error de cierre referido a la base inicial del cicio y GSa es el valor de gravedad real en la base auxiliar. EI datum utilizado para todos los calculos fue el nivel del mar. Los valores de gravedad observada obtenidos varian entre 977406.0 a 9774023 mgal. Los factores involucrados en la adquisici6n de los datos, tales como las mediciones topoqraficas, la deriva instrumental y el efecto de mareas, fueron corregidos y el maximo error que introducen es de 0.05 mgal. Sin embargo, debido a que los datos fueron adquiridos en zona urbana, la introducci6n de ruido al momenta de la lectura de los datos result6 inevitable, a pesar de que se tuvieron especiales cuidados al realizar las mediciones, por 10 que en algunos perfiles el error de cierre alcanz6 los 0.2 mgal. Tomando en cuenta que este error es producto de la acumulaci6n de errores pequerios a 10 largo del perfil, se corrigi6 repartiendolo en partes iguales en las estaciones del mismo. Una vez obtenida la gravedad observada se procedi6 a realizar el calculo de la gravedad te6rica y de las correcciones de Aire Libre y Bouguer, con el fin de obtener la Anomalia Simple de Bouguer, necesaria para el posterior calculo de la Anomalia Residual. La f6rmula aplicada en el calculo de la Anomalia Simple de Bouguer fue Abs = GOBS- GTEO+ CA donde GOBS es la gravedad observada, GTEO es la gravedad te6rica y CAes la correcci6n de altura. La gravedad te6rica empleada en el presente trabajo corresponde a la referida a la Red Internacional de Estandarizaci6n Gravimetnca (IGSN) de 1924 y es funci6n de la latitud ( p= 2.06 gf c", 1380 1840 2300 p =2.28gl em3 Exageraci6n Vertical = 3.6 A' c=J Suelo c=J Relleno T - Qt. D Arenisca Terciaria D Fro. Guaduas D GrupoGuadaJupe [B) SEV 15 p= 2.5 gjcm3 metros FIGURA 7. CORTE GRAVIMETRICO AA' Por encima de las arcillolitas se encuentra una capa de resistividad variable entre 100 Y 145 ohrn-rn con un espesor de entre 23 y 6 rn, interpretada como un banco de areniscas con matriz lodosa, que se asume como terciaria (pod ria corresponder a alqun nivel arenoso de la Fm Guaduas 0 a areniscas de las formaciones Cacho, Regadera 0 Bogota); en el sector, esa arenisca parece estarse acuiiando hacia el SE. Por encima de esas unidades se encuentra un paquete de materiales con resistividades variables entre 26 (arcillas) y 120 ohm-m (arenas), que se interpretan como pertenecientes al relleno cuaternario 0 a terciarios sin consolidar y en la parte mas somera a suelos. La secci6n qeoelectrica II (Fig.10) esta construida con base en los sondeos 13, 17, 18, Y 16. Mueslra el techo del Grupo Guadalupe, caracterizado por presentar resistividades entre 360 y 390 ohrn-rn, a 103 m de profundidad al norte, somerizandose hasta los 62 m al sur. Por encima de este grupo se presenta un espeso conjunto arcilloso (con un espesor mayor al norte -70 m- y haciendose mas delgado hacia el sur -40 rn-) con resistividades de entre 24 y 29 ohm-rn, interpretado como parte de la Fm. Guaduas. Por encima de este paquete se encuentra una unidad arenosa, can resistividades de entre 100 Y 172 ohm-m y espesor de entre 10 y 15 m, interpretada como de edad terciaria. Suprayaciendo, estas areniscas, se encuentran sedimentos no consolidados compuestos por litologias variables desde arcillas (8 ohrn-rn) hasta arenas (116 ohm-m) que constituyen el relleno cuaternario y terciario sin diferenciar y el suelo; estas ultirnas litologias tienen en conjunto un espesor de entre 18 y 20 m. La secci6n qeoelectrica III (Fig .11), realizada con base en los sondeos electricos 6, 5, 4, 1, 8 Y 9, muestra una somerizaci6n del tope del Grupo Guadalupe (identificado por presentar resistividades de entre 352 y 372 ohm-m) de norte a sur y un adelgazamiento de los sedimentos suprayacentes en la misma direcci6n (identificados como arcillolitas de la Fm. Guaduas, con resistividades de entre 13 y 33 ohm-m y un espesor maximo de 82 m y minimo de 26 m). Por encima de las arcillolitas de la Fm. Guaduas se identifica una capa arenosa (resistividades entre 103 Y 152 ohrn-rn, espesor promedio de 10m) que se profundiza hacia el sur, interpretada como arenisca terciaria. 1156 GEOFISICA COLOMBIANA N°4, MARZO DEL 2000 II 16.0f Ir r. -:~ ,>2 j , , c " () r r; '~, " r. -, J '-''-'v 14.4 J ,, 10 ,J " .: J '0 E 13.6 '"' () ,.) 0 o, r- 128 .' oJc Vu J Anomalia residual 120 .~O 576 1152 1728 2304 28802~1 t,1 Suelo IB p=1.85g/~ 7 19 p=228g!crr? ~'" B 0 Relleno T - Qt.255(} I 25001 p= 2.0 gjcm3 0 Arenisca Terdaria '--....... 0 Fm. Guaduas E p=2.06g/~ 0 Grupo Guadalupe ~ ttl 2450 [12J SEV19E p= 2.5 gjcm3 Exageraci6n 2400 Vertical = 7.34 "l"'<:rl metros FIGURA 8. CORTE GRAVIMETRICO BB' Suprayaciendo las capas descritas, desde superficie y hasta 17 m de profundidad, se presenta una sucesion litotoqica constituida por material no consolidado terciario y cuaternario sin diferenciar y en Ijl parte mas superior por suelo, las resistividades que. caracterizan estos sedimentos oscilan entre 122 (sedimentos arenosos) hasta 6 ohm-m (sedimentos arcillosos) La seccion qeoelectrica IV (Fig, 12) fue realizada con los sondeos 15, 14, 10 Y 11 (Fig 3) Tiene una orientacion NW-SE Presenta el tope del Grupo Guadalupe (resistividades de entre 356 y 378 ohm-m) a 189 m de profundidad al NW y 153 m al SE, siendo la mayor profundidad evidenciada por medio de los sondeos electricos realizados Sobre esta unidad se presentan arcillolitas de la Fm Guaduas (de alrededor de 13 ohm- m de resistividad y un espesor promedio de 65 m), que se somerizan hacia el SE, Estas ultirnas se encuentran suprayacidas por areniscas terciarias (con resistividades de entre 82 y 132 ohm-m y un espesor promedio de 15 m), que se profundizan hacia el NW y encima de las cuales se encuentra el relleno terciario-cuaternario no consolidado y suelo que se profundiza de SE a NW desde 51 hasta 110m (presenta resistividades variables entre 100 -arenas y material de relleno artificial- y 35 ohm-m -arcillas saturadas-). 5.4. Establecirniento del Modelo Geoelectrico Con base en el analisis de las secciones qeoetectricas, se propone la siguiente sucesion lito-estratiqrafica en el subsuelo • Grupo Guadalupe, profundizandose de SE a NW desde 62 hasta 189 m, con resistividades de '" 300 a 390 ohrn-rn. • Arcillolitas de la Fm Guaduas, con resistividades promedio entre 20 y 30 ohm-m y espesor promedio de 60 m (variando desde 26 hasta 80 m), profundizandose en el mismo sentido que el Grupo Guadalupe, • Arenisca Terciaria. con resistividades entre 82 y 175 ohm-m y espesor promedio de 15 m. correlacionable con alguno de los miembros arenosos de la Fm Guaduas 0 eventualmente parte de las formaCiones Cacho 0 Regadera IIBRICENO & ARANGO: MODELAMIENTO GEOELECTRICO GRAVIMETRICO SECTOR SABANA BOGOTA 0 10 P 20 r 30 0 f 40 u 50 n d 60 d 70 a 80 d (m) 90 100 no Escala Horizontal Escala Vertical 1:5000 1:1000 CONVENCI0NFS ~ 1~1ij; L2J ~ EJJ ~ up Grupo Guadalupe Arcillolitas de Fm, Cuaduas Arenisca Terdaria ArciIlas T--Qt Areniscas T--Qt LimosT-Qt Sev 16 Profundidad de la Unidad 376ohm-m FIGURA 9. SECCION GEOELECTRICA I • Depositos terciario-cuaternarios sin diferenciar y suelos, no consolidados: caracterizados por presentar resistividades muy disimiles y espesor irregular. 5.5. Modelo Geologico Propuesto Compilando la informacion geofisica resultante de las mediciones de gravedad y los SEVS. integrada con la informacion geologica disponible: se plantea un modele geologico general para el area de estudio. EI Grupo Guadalupe se encuentra en la base de la cuenca, profundizandose hacia el NW del area estudiada. hasta aproximadamente 240 rn Suprayaciendo a este ultimo se encuentran arcillolitas de la Fm. Guaduas, can un espesor promedio de 60 m, seguidas par una arenisca terciaria, que podria corresponder a las formaciones Cacho 0 Regadera 0 alguna de los miembros arenosos de la Fm. Guaduas - Arenisca La Guia 0 Arenisca Lajosa- Por encima de esas unidades consolidadas se encuentra una sucesion de materiales blandos tales como areruscas, limos y arcillas que se interpretan como rellenos terciario- cuaternarios sin diferenciar y suelos De acuerdo con las observaciones de campo e inteqracion con la informacion qravirnetrica, se propone la continuidad de la Falla de Sucre en el subsuelo, con una direccion aproximada N45°W, que esta afectando a las unidades del Grupo Guadalupe y disminuye su influencia en las capas de la Fm Guaduas Esta falla, de edad terciaria (Paleocene"). es cortada por la Falla de Terreros y posiblemente deflectada por la accion de la misma Su inclinacion es de aproximadamente 700 hacia elSW La estructura Anticlinal de Cheba, que presentn L111 cabeceo hacia el nor-occidente, parece svidenciarse de manera muy suave en el subsuelo, limitada por la Falla de Sucre (igual que ocurre en superficie) AI oriente de la falla se observa una leve tendencia sinclinal y anticlinal, posiblemente asociadas al mismo evento tectonico que dio origen a la estructura anteriormente descrita. 1158 GEOFISICA COLOMBIANA N°4, MARZO DEL 2000 II 0 10 P 20 r 30 0 40 u 50 n d 60 70 d a 80 d 90 (m) 100 110 13 16 Sev 16 Profundidad de fa Unidad 373ohm-m Escala Horizontal Escala Vertical ]:5000 1:1000 ~~~~:j I~;l FIGURA 10. SECCION GEOELECTRICA II o 10 P 20 r 0 30 40 U n d d 7IJ a d (m) CONVENCIONFS Escele HorizontaJ Esc-ala Vertical 1:5000 101000 Grupo GuadaJupe r=:-::l~ [2J 1~i'Al 356ohm-m AITill""T-Ol ~ S.vS A reruscas T-OlArcillolites de Fm. Cuaduas Profundidad de la Unidad LimosT'-QtArenisca Terciario FIGURA 11. SECCION GEOELECTRICA III 59~~I'1IG.o:M.oOELAMIEI'1IT.o . ELECTRICO GRAYIM,ETRICOLS.,EC,TQRS~~~~A/~OGOtrA. 15 ~ l;ffl~ [2] ~ CJJ 6 Uf CONVENCIONFS 0 10 20 30 40 SO P 60 r 0 70 f 80 U n 90 d d a d (m) 1 Grupe Guadalupe Arcillolitas de Fm. G uad uas Arerusca Terriaria Arcill ee T -Qt Arenisc as T-Qt LimosT-Qt Sev 16 Profundidad de la Unidad 3S8 olun-m Eecele Horizontal Escala Vertical 1:5000 1:1000 FIGURA 12. SECCION GEOELECTRICA IV lellOTee.. e N'T ... "'lot. U.I~~liIDD ACIO. 60 GEOFISICACOLOMBIANANQ4;:MARZO DEL 2000 CONCLUSIONES Los resultados obtenidos con base en el analisis de mapas gravimetricos, secciones gravimetricas y geoelectricas, informacion del registro de perforacion del pozo Terreros " e informacion geologica de superficie, se presentan a continuacion: • Los valores de Anomalia Bouguer en la zona oscilan entre -149.5 y -143.8 mga. • La Anomalia Regional disminuye de SE a NW, con valores que van desde -159 hasta -162.2 mgal. • La cuenca presenta su mayor profundizacion en la parte central y nor-occidental del area, donde el techo del Grupo Guadalupe (basamento" de la cuenca) alcanza 240 m, 10 cual se evidencia por la presencia de un minimo gravimetrico relativo muy marcado elongado en sentido N45°W (con valores de entre 12.4 y 13.2 mgal) y por el analisis de las secciones qeoelectncas y gravimetricas. • Se propone que la profundizacion de la cuenca es resultado de la accion de la falla inversa de Sucre, la cual se extiende bajo el subsuelo, con un senti do N45°W y levanta las rocas de su f1anco occidental sobre las del f1anco oriental, situacion evidenciada en los cortes qravimetricos A-A' y B-B', en el mapa de Anomalia Residual y en el mapa geologico • La sucesion Iitoestratigratica del subsuelo esta conformada de base a techo asi: Grupo Guadalupe, caracterizado por presentar resistividades entre 300 y 390 ohm-m y densidad de 2.5 g/cm3; arcillolitas de la Fm. Guaduas, con resistividades de entre 20 y 30 ohm- rn, espesor promedio de 60 m y densidad de 206 g/cm3 ; areniscas terciarias, con resistividades entre 82 y 172 ohm-m, espesor promedio de 15 rn y densidad de 2.28 g/cm3 ; en la parte mas superior 'de la sucesion se presentan depositos terciario-cuaternarios sin diferenciar, suelos y relleno artificial, no consolidados, litoloqicarnente conformados por areniscas, limos y arcillas, los cuales se caracterizan por presentar resistividades muy disimiles, espesor irregular y una den sid ad promedio de 2.0 g/cm3 para los primeros y de 1.85 g/cm para los suelos y el relleno artificial. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Aalto, R. (1971) Petrografia de las areniscas de la seccion estratiqrafica de Bogota. Universidad Nacional de Colombia, Geolog. Colomb. 87-36 Bogota. Angel, C.E., et al. (1988) Esludio hidrcqeoloqico de las zonas de Soacha y Ciudad Bolivar. Ingeominas, Informe 2085, 83 p. Y anexos, Bogota. Arango, H. (1998): Modelamiento geologico con base en medidas geoelectricas y gravitacionales de una zona localizada al sur-occidente de Santa Fe de Bogota, en inmediaciones del municipio de Soacha. Trabajo de Grado, carrera de Geologia, Universidad Nacional de Colombia, Bogota, 60pp Calvache, J. & F. Munoz. (1984): Modelo de la corteza terrestre en un area aledaria al municipio de Cumaral, Departamento del Meta. Universidad Nacional de Colombia, Tesis 116pp. y anexos, Biblioteca del Dpto de Geociencias, Bogota. Caro, P. & J. Garcia. (1988) Zonificacion Geotecnica del Distrito Especial de Bogota. Ingeominas, Informe 2081, 203pp, Bogota. Duenas, H. (1978): Variaciones clirnaticas del Pleistoceno Superior y del Holoceno en la Sabana de Bogota. Ingeominas, Informe 1764. Bogota. Hernandez, J. & A. Rincon. (1990): Estudio geologico y qeotecnico general del Embalse de Soacha. Universidad Nacional de Colombia, Tesis, 11Opp y anexos, Biblioteca del Dpto. de Geociencias, Bogota. Hubach, E., (1957): Estratigrafia de la Saban a de Bogota y sus alrededores. Instituto Geologico Nacional, Boletin Geologico V (2):94-112 Bogota. Ingeominas. (1985): Mapa Gravirnetrico de Anomalias Simples de Bouguer. Escala 1:1'000.000, elaborado por A. Bermudez, R Acosta y M. Garzon. Julivert, M. (1963): Los rasgos tectonicos de la region de la Sabana de Bogota y los mecanismos de forrnacion de las estructuras Universidad Industrial de Santander, Boletin Geologico 13-14: 5-104 y mapas, Bucaramanga. Renzoni, G. (1962): Apuntes acerca de la litologia y tectonica de la zona este y sureste de Bogota. Servicio Geologico Nacional, Boletin Geologico X (1-3). Scheibe (1934): Estudios Geoloqicos de la Cordillera Oriental. Servicio Geologico Nacional. Estudios Geoloqicos y Paleontoloqicos de la Cordillera Oriental de Colombia, Parte 1, p. 1-58. Bogota. Talwani, M. J. L., et al. (1959): Rapid gravity computations for two dimensional bodies with application to the Mendocine Submarine Fracture Zone. Journal of Geophysical Research 64 (1):49-59 Vergara, L. & G. Rodriguez. (1996): Consideraciones sobre la petrografia y diagenesis de los Grupos Guadalupe (Cordillera Oriental) y Palmichal (Piedemonte L1anero) Universidad Nacional de Colombia, Geol. Colomb. 21 :41-63. Bogota.