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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