Metodología de trabajo para un mapeo geológico adecuado

En los trabajos de campo vinculados a la geología los geólogos tenemos la necesidad de realizar el cartografiado de diferentes elementos planares y lineares propios de la naturaleza. Este cartografiado, también conocido como mapeo geológico, implica que el geólogo tenga la suficiente experiencia en la orientación, observación, identificación, medición y ploteo de los rasgos geológicos sobre una base topográfica (o satelital). Siendo tales rasgos litológicos y estructurales, cuyas mediciones corresponden a los rumbos/buzamientos de estratos, flancos/ejes de pliegues, planos de falla, foliaciones y otros que en conjunto conforman una representación relativamente compleja de la realidad. Desde la simple visualización de estratos, superficies de erosión, discordancias angulares/progresivas hasta la identificación de geometrías falladas y plegadas, un geólogo es capaz de recopilar todas las piezas de un rompecabezas que varía según la ubicación geográfica. Muy aparte de que este proceso pueda parecer meramente técnico y monótono desde la perspectiva de un profesional no geólogo, el asunto es que el mapeo geológico involucra habilidades de proyección y de superposición tridimensional de objetos, sumadas lógicamente a un conjunto de técnicas unipersonales que son pulidas con el paso del tiempo.

El mapeo geológico requiere de un cierto grado de conocimiento en las disciplinas más básicas de la geología. La topografía, teledetección, petrología de rocas sedimentarias/ígneas/metamórficas, estratigrafía, geología estructural y geología económica son las más indispensables; mientras que otras como la sedimentología y paleontología pueden llegar a ser menos relevantes según el tipo de rocas y los objetivos de un proyecto de exploración minera, por ejemplo. Todas estas disciplinas son enseñadas durante una carrera universitaria en Perú de 5 años. Y aunque es imposible que los geólogos lleguen a ser especialistas en todas ellas, un conocimiento general de la mayor parte y al menos uno especializado es requerido. Esto, con la meta de que cada geólogo tenga un criterio básico, pero sólido de todas las posibles combinaciones de rasgos geológicos que puedan presentarse en diversos terrenos. Asimismo, otra habilidad igual de importante es la capacidad de orientación geográfica de cada persona, ya sea prescindiendo o no de las herramientas convencionales de orientación. Muy aparte de conocer en qué dirección se encuentra el norte, oeste, sur y el este; dicha habilidad también implica que el geólogo sepa proyectar en su mente los rumbos/buzamientos de estratos, fallas, pliegues, vetas hasta los propios de clavos mineralizados en sistemas vetiformes. Por ello es que esta habilidad está íntimamente ligada con la imaginación 3D de cualquier tipo de geoforma. De esta manera, cada geólogo tiene la facilidad de plasmar sobre un mapa topográfico cualquier tipo de contacto (litológico o no) bajo la forma de líneas que cortan a curvas de nivel a lo largo de quebradas y/o elevaciones.

Un mapeo geológico adecuado no sólo depende de los requerimientos previamente mencionados, sino también de la disciplina con la que se lleve a cabo. Es decir, que la metodología de trabajo es relevante para la adquisición de datos ya que dicha información al ser objetiva debe contar con orden, claridad y coherencia, características que lógicamente hacen que la información perdure en el tiempo. Por supuesto cada quien tiene su propia forma de trabajo, es muy probable que el geólogo A en comparación al geólogo B y así con respecto a otros tengan su manera de hacer las cosas con mayor o menor grado de disciplina. No obstante, es posible recomendar algunos alcances que resultarían de utilidad no sólo a estudiantes sino también a profesionales sin importar su especialidad. Esta metodología se basa en la observación, identificación, medición, ploteo, procesamiento, análisis e interpretación de datos provenientes del mapeo geológico. De los cuales a continuación nos enfocaremos en los cuatro primeros ya que se limitan al recojo de datos más no a interpretaciones que de un modo u otro consumirían tiempo valioso en campo.

1. Observación

Corresponde a la visualización del afloramiento rocoso en cuestión (Fig. 1). Implica la localización geográfica del afloramiento, detección preliminar de litologías y representación mental de las orientaciones de posibles estructuras. Se observan las primeras relaciones de contacto (P. Ej. Contactos netos, transicionales, discordantes, etc.) con la meta de obtener un esquema general del afloramiento. En el caso del mapeo geológico orientado a la geología estructural o aplicado a la exploración es muy importante tener bien definida la asociación de estructuras. Considerando prioritariamente las vergencias de fallas y de los mismos planos axiales de pliegues que suelen seguir la regla de las “V”. O en el caso del tipo de mapeo que se realiza con énfasis en alteraciones hidrotermales, donde se trata de detectar qué alteraciones están presenten según anomalías de color de pendientes rocosas y/o coloraciones atípicas en corrientes de agua. En ambas situaciones así como en otras similares, suelen realizarse dibujos orientados o “sketchs” geológicos sobre una libreta de campo los cuales tratan de representar a “primera vista” la geología del sitio. Tales representaciones puedan variar de un geólogo a otro, por lo que es común que se produzcan discusiones -estrictamente académicas- que traten de dilucidar qué se está observando. Igualmente, dependiendo de la experiencia de cada geólogo, este proceso puede ser relativamente rápido por lo que una forma de acostumbrar nuestro “ojo geológico” es por medio de la constante práctica de campo.

Figura 1. Observación de un afloramiento rocoso en el campo.

2. Identificación

Consiste en la verificación de los rasgos geológicos observados en el proceso anterior. Se lleva a cabo mediante la determinación litológica en el mismo afloramiento haciendo uso de la picota y lupa de mano. En este sentido, se determinan las litologías y particularmente las relaciones de contacto entre ellas (P. Ej. Tonalitas que cortan a areniscas cuarzosas, tobas en discordancia sobre filitas, calizas replegadas en chevron, etc.). Esta última información ayuda a corroborar y afinar el “sketch” realizado en la observación (Fig. 2). En comparación al proceso anterior y a los próximos a mencionar, la identificación de campo es la más crucial ya que de ella dependerá la cantidad y sobre todo la calidad y coherencia de la información a medir. Su dificultad está en directa relación con el grado de conocimiento de geólogo quien no es necesario que sea un especialista, pero como se mencionó anteriormente, deberá ser un conocedor decente de los rasgos geológicos más importantes del área de trabajo.

Figura 2. Corroboración y afinación de un “sketch” geológicos a partir de la identificación de estructuras (fallas normales).

3. Medición

Al contar con la litología, relaciones de campo y asociación estructural definidas, se procede a establecer las magnitudes y direcciones a las orientaciones de los elementos planares/lineares (P. Ej. Estratos, fallas, etc.). Para esto, se hace uso de la brújula u algún dispositivo digital que entregue los rumbos y buzamientos de la mejor manera posible (Fig. 3). Clásicamente, la realización de esta tarea se realiza por medio de brújulas cuadrantales/azimutales de las cuales la más usada es la tipo Brunton, aunque existen otras opciones como las Silva o Suunto; pero hoy en día son los mismos celulares mediante aplicaciones (Clino, Rocklogger, Strike and Dip, etc.) los que también entregan mediciones que se acercan muy bien a los datos extraídos por las brújulas. Asimismo, existen múltiples notaciones para el registro del rumbo y buzamiento de un mismo tipo de dato. En ocasiones el rumbo se mide de forma cuadrantal (N60ºE, S45ºO, N80ºO), con valores de buzamiento entre 0º y 90º (80ºNO, 65ºSE, 30ºNE), respectivamente; en otras de forma puramente azimutal con valores que varían entre los 0º y 360º (60º, 225º, 280º) o entre los 0º y 180º (60º, 45º, 100º) con buzamientos entre 0º y 90º, pero denotados de forma cuadrantal (80ºNO, 65ºSE, 30ºNE); de forma más extendida mediante el uso de la regla de la mano derecha (RHR: Right-Hand Rule) con valores de azimut de 0º-360º y buzamientos de 0º-90º sin notaciones cuadrantales; mientras que en geotecnia mediante el valor entre los 0º y 90º del buzamiento (dip) y las posibles direcciones 0º-360º del buzamiento (dip direction). Debido a estas formas de notación es que los rumbos y buzamientos de un mismo tipo de dato pueden llegar a ser confundidos y hasta considerarse mutuamente incorrectos, lógicamente porque cada notación no es igual que otra. Cabe recordar que cada notación es una convención con la que un geólogo o un grupo de geólogos deciden trabajar en un proyecto. Lo más importante es entender que un mismo tipo de dato puede estar representado arbitrariamente de distintas formas, pero más aún, es importante entender su orientación geométrica que sin importar su notación sobre un mapa se verá cartografiada de la misma manera. Debido a que la medición de datos es un proceso muy técnico y puntual, se le podría considerar como un procedimiento bastante sencillo. Y en parte es así, no obstante, puede llegar a complicarse debido a varios factores: poca accesibilidad al sitio donde mejor aflore el plano a medir, ambigüedad en la identificación del plano que se está midiendo, pobre determinación de las direcciones de buzamientos de los planos, así como por una mala técnica en el manejo de la brújula.

Figura 3. Medición del rumbo y buzamiento de un plano de falla.

4. Ploteo de datos

Es el proceso más sencillo de todos los descritos, y aunque requiere cierta práctica y habilidades unipersonales de orientación, trata sobre plasmar en el mapa topográfico todas las características geológicas obtenidas en la visualización-identificación-medición de datos. Todos los puntos de observación, datos de rumbos y buzamientos más los trazos de lineamientos/fallas/pliegues se dibujan a mano tomando como referencia a las curvas de nivel (Fig. 4). Los dibujos se bosquejan de forma manual con el uso de lápices, lapiceros de tinta líquida, estilógrafos, borradores y colores que representen un tipo de roca o edad geológica en especial. Otra herramienta de suma utilidad es el protractor que sirve para el trazo de los ángulos y simbología de rumbos y buzamientos de planos. Las elevaciones de las curvas (P. Ej. en metros) posibilitan la localización en el afloramiento, pero a su vez permiten conocer con cierta exactitud las relaciones de corte 3D entre las geoformas y los distintos estratos o superficies de falla cartografiadas. Los afloramientos rocosos quedan representados por polígonos cuyos colores se asignan según su tipo de roca o edad, mientras que las líneas correspondientes a la proyección horizontal de estratos, planos de falla u otros elementos planares se representan como líneas. Un error que suele ocurrir durante el mapeo es colorear -de buenas a primeras- los alrededores del sitio donde se acaba de realizar un punto de observación. Esto es así porque en los alrededores no necesariamente se exhibirá la misma litología ni estructuras que se registraron en el punto mencionado. Por este motivo es que suele recomendarse que para pintar una zona específica del mapa primero se revise un conjunto de puntos de observación para tener la seguridad de cerrar un polígono que pertenezca a un mismo tipo de roca en particular; además de que también se aplique la regla de las “V” tanto para un adecuado mapeo local como para la extrapolación de datos hacia zonas alejadas. Por otro lado, una cualidad del cartografiado que suele ser menospreciada es que el mapa es el marco de referencia en el que los datos estructurales medidos, poco a poco, van tomando forma hasta generar asociaciones más o menos complejas que respetan la persistencia, espaciamiento y escala de las estructuras. Estas tres últimas características son necesarias al momento de construir secciones 2D y modelos 3D, específicamente en la extrapolación de fallas que puedan o no estar en contacto con determinados niveles estratigráficos. Sin embargo, no siempre son incluidas en el mapeo ya que suelen describirse puntualmente en las libretas de campo y que a diferencia de un mapa, una libreta no confiere una idea espacial de los cambios de espesor de una zona de daño (cizalla), variaciones de los ángulos de rumbo/buzamiento de una falla ni tampoco de su asociación geométrica con otras adyacentes. De hecho, la mayor fortaleza de utilizar un mapa radica en que obliga al geólogo a pensar en 3D, de modo que los rasgos geológicos de campo puedan ser más fáciles de plasmar sobre las curvas de nivel. Obviamente, esto se traduce en una mayor productividad debido a que el mapeo es directo por día de trabajo; además de que permiten cotejar el mapa resultante con otros realizados en estudios anteriores. Respecto a los trabajos de vanguardia que se hacen hoy en día, el concepto de “mapa” posee además un trasfondo digital. Los mapas en físico (papel) están siendo sustituidos por celulares y tablets “rugged” que brindan rapidez al momento del mapeo y procesamiento de datos en gabinete. De hecho, todo avance tecnológico es bienvenido mientras que se tenga la experiencia necesaria en geología de campo y se conozca a cabalidad los fundamentos del mapeo geológico. Lógicamente, la experiencia del geólogo impactará en la cantidad/calidad de datos que sean recogidos y que a la vez, sean los más representativos de la realidad.

Figura 4. Ploteo manual de datos geológicos de campo sobre un mapa topográfico.

Hasta este punto, se ha explicado cómo sentar las bases de un mapeo geológico adecuado, independientemente de la escala y sesgos que puedan tenerse en campo. En una próxima publicación se explicará a detalle el procesamiento, análisis e interpretación de datos provenientes del mapeo geológico y cómo estos tienen impacto en estudios más especializados.