Fotogeología práctica by Editorial Universidad de Caldas

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Fotogeología práctica Fotogeología descriptiva e interpretativa con ejemplos de Colombia

José Luis Naranjo Henao

Profesor Titular Departamento de Ciencias Geológicas Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Editorial Universidad de Caldas Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Título: Fotogeología práctica. Fotogeología descriptiva e interpretativa con ejemplos de Colombia

Primera edición Manizales, agosto de 2015

ISBN: 978-958-759-089-0

Editor: Luis Miguel Gallego Sepúlveda Coordinación editorial: Jorge Iván Escobar Castro Corrección de estilo: David Fernando Arbeláez Duque Diagramación: Carlos Alberto Valencia Mejía Diseño de portada: Paola Fernanda López – estratosfera.com.co

Colección: Libros de texto Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Autor: José Luis Naranjo Henao E-mail: joseluis.naranjo@ucaldas.edu.co

Editorial Universidad de Caldas E-mail: produccion.editorial@ucaldas.edu.co Apartado aéreo: 275 Teléfono: (57+6) 8781500 Ext. 11106 Manizales - Colombia

Catalogación en la fuente, Biblioteca Universidad de Caldas Naranjo Henao, José Luis

Fotogeología práctica. Fotogeología descriptiva e interpretativa con ejemplos en Colombia / José Luis Naranjo. – Manizales: Universidad de Caldas, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2015. 502 páginas. – (Libros de Texto) ISBN: 978-958-759-089-0

Aero fotografía / Fotografía en geología /Fotogrametría aérea / Título /

CDD 526.982/N218

Este libro se imprime con fines académicos. Prohibida su reproducción total o parcial.

A: La memoria de mis padres, quienes con su visión de futuro lograron que tanto mis hermanos como yo pudiéramos llegar donde cada uno estamos. María Delfa, mi adorada esposa, Claudia Esperanza y Luisa Fernanda, mis adoradas hijas, por su enorme paciencia para tolerar mi abandono. Mis estudiantes, quienes con su anhelo de aprender, me han enseñado como hacerlo. Y para aquellos que me enseñaron y para aquellos a quienes enseño, y ojalá que el ciclo continúe. De la gran habilidad que tenía mi madre para el dibujo, y de la formidable visión tridimensional del mundo que tenía mi padre, heredé un poco. A ellos donde quiera que estén, mil gracias.

Contenido

pág.

Prólogo 9 1. Fotogrametría y fotos aéreas Naturaleza de la fotogeología Interacción entre luz y materia Fotos aéreas Principios básicos de fotogrametría aérea Datos técnicos y geometría de las fotos aéreas Tipos de fotografías aéreas Toma de fotografías aéreas Errores en la toma de fotografías Desplazamiento debido al relieve

15 15 16 17 18 20 24 25 26 28

2. Estereoscopía Visión estereoscópica o visión binocular o visión tridimensional Percepción de profundidad Estereosocopios Montaje de pares estereoscópicos Orientación de fotografías aéreas bajo el estereoscopio de espejos Análisis general Elementos básicos de fotointerpretación Lentes, escala y altura de vuelo

33 33 37 38 42 42 46 47 50

3. Análisis de corrientes individuales y patrones de drenaje Objeto del estudio del drenaje en fotos aéreas Textura del drenaje Patrones de drenaje

53 53 54 57 9

Características generales del drenaje Descripción de los patrones de drenaje Indicadores de control estructural en las redes de drenaje Estereogramas representativos de patrones de drenaje

4. Cuencas de drenaje Cuencas de drenaje Orden y magnitud de una corriente Asimetría de cuencas de drenaje 5. Fotogeología de rocas ígneas Rocas ígneas plutónicas Rocas ígneas volcánicas Estereogramas representativos de rocas ígneas plutónicas, volcánicas y depósitos asociados

59 61 78 81 105 105 107 110 113 114 117 128

6. Fotogeología de rocas sedimentarias Características que permiten identificar rocas sedimentarias en fotografías aéreas Rocas clásticas Rocas químicas Posición estructural de las rocas sedimentarias Estereogramas representativos de rocas sedimentarias y depósitos no consolidados

189

7. Fotogeología de rocas metamórficas

207

8. Fotogeología de estructuras geológicas Cómo identificar estructuras geológicas en fotos aéreas Estereogramas representativos de estructuras geológicas

209 209 239

9. Fotogeología de ambientes fluviales Valles fluviales Valles rellenos Terrazas Abanicos aluviales Conos aluviales o conos de deyección

321 321 322 322 328 337

181 182 183 184 185

Piratería de corrientes Llanuras de inundación Lagos Estereogramas representativos del ambiente fluvial

338 341 343 353

10. Fotogeología de movimientos de masa Tipos de movimientos de masa

427 428

Características de las zonas afectadas por movimientos de masa Estereogramas de movimientos de masa

431 438

11. Fotogeología de ambientes glaciales Erosión glaciar Formas creadas por erosión glaciar Depósitos glaciares Estereogramas representativos del ambiente glaciar

445 447 448 450 455

12. Fotogeología de zonas costeras Rasgos deposicionales Rasgos erosionales Esteros Estuarios Estereogramas representativos de zonas costeras

467 467 470 472 473 475

13. Ejercicios de aprendizaje Ejercicio 1. Piratería de corrientes Ejercicio 2. Evidencia de basculamiento Ejercicio 3. Análisis de patrones de drenaje Ejercicio 4. Fotogrametría Ejercicio 5. Interpretación geológica Ejercicio 6. Ambiente geológico Ejercicio 7. Orden y magnitud de corrientes Ejercicio 8. Orden de corrientes Ejercicio 9. Captura fluvial Ejercicio 10. Hogbacks y planchas Ejercicio 11. Examen de 33 preguntas aplicado a un grupo de estudiantes del curso de fotogeología de la Universidad de Caldas Ejercicio 12. Parámetros morfométricos

479 479 480 480 481 481 481 481 482 482 483 483 490 11

Ejercicio 13. Actividad neotectónica Ejercicio 14. Morfología cárstica

491 491

Bibliografía 493 Índice analítico

497

Prólogo

La experiencia adquirida durante varios años como profesor del curso de Fotogeología en el programa de Geología de la Universidad de Caldas, y luego de comparar diferentes metodologías tendientes a lograr un alto nivel de aprendizaje, más las recomendaciones de algunos estudiantes de pre y postgrado para hacer un libro que recogiese los temas vistos en clase, así como los modelos explicados y discutidos durante el desarrollo de los diferentes cursos, creó la necesidad de proponer la elaboración de un libro de fotogeología tridimensional con ejemplos de Colombia. Es sensible la carencia de libros que aborden el análisis y la interpretación tridimensional de los modelos geológicos, con los que a diario nos enfrentamos los profesionales de las ciencias de la tierra, y los pocos existentes sólo tienen análisis bidimensionales. Con la realización de este libro se pretende llenar el vacío que existe en los textos publicados sobre el tema, ya que ellos tienen explicaciones de algunos estereogramas, pero no las representaciones tridimensionales. El libro está diseñado de forma tal que el estudiante, si lo desea, puede convertirse en autodidacta, ya que para cada situación geológica se presenta un estereopar, hecho con las fotografías aéreas del lugar, acompañado del mapa geológico correspondiente, obtenido a partir del análisis del estereopar y del modelo geológico tridimensional del mismo. Una de las herramientas que existe para el trabajo en las ciencias de la tierra, y de mucha importancia en la geología, es la fotogeología, que se define como el uso de fotos aéreas para extraer información geológica, tanto cualitativa como cuantitativa. La fotogeología es también “hacer geología desde el aire, desde las alturas”, es decir, desde un avión en vuelo. Para hacer geología desde las fotos aéreas, es necesario tener visión estereoscópica y un poco de habilidad mental y motriz para representar la tercera dimensión, que le permita al intérprete realizar modelos geológicos tridimensionales, tal como se aprecian a partir de la observación estereoscópica de un par de fotos aéreas bidimensionales. Cuando una persona puede observar un fenómeno en tercera dimensión, se le facilita en gran medida la comprensión del mismo, y esto se aplica con toda 13

rigurosidad en la geología, en la que quienes estamos involucrados con este campo de las ciencias de la tierra nos vemos enfrentados a la necesidad de interpretar lo que hay por debajo del suelo por el que caminamos. El libro contiene un buen número de bloques-diagrama geológicos, representativos de igual número de interpretaciones geológicas que representan una ayuda en la comprensión de la geología en los modelos propuestos. Esto no es casual, puesto que la geología, como es muy visual, es más sencilla de entender cuando se puede ver en tres dimensiones. De ahí que el material gráfico es una parte muy importante en el libro. El libro contiene algunas figuras hechas a mano alzada y retocadas en computador, y otras procesadas en computador directamente. De estas últimas, algunas se elaboraron a partir de información topográfica, y otras se procesaron según los modelos digitales de la NASA. Para la ejecución de algunos esquemas tridimensionales se dibujó una topografía ficticia, que se procesó en computador. Los modelos están hechos a mano alzada, y no tienen escala. Igual que para el análisis de las fotos aéreas, los modelos tridimensionales son interpretativos, y en muchos de ellos quizás la geología de profundidad no corresponda con la que realmente existe, debido a que el autor no ha estado en el campo en algunos lugares representados en las figuras. Este libro contiene ejemplos de casi todos los ambientes geológicos, así como rasgos específicos para el reconocimiento e identificación de fallas. Algunos temas tienen más ejemplos que otros. No se incluyó el ambiente desértico por la falta de fotografías aéreas representativas de este ambiente en Colombia. Las fotos aéreas utilizadas para la elaboración de los estereogramas se obtuvieron del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), lo mismo que algunos mapas topográficos. Todos los estereogramas son de regiones naturales de Colombia. Muchos de los estereogramas están acompañados de figuras adicionales que hacen referencia a algún rasgo de la geología, aunque no estén nombradas en el texto. El libro está diseñado para que una persona que ya posee algunos conocimientos de geología pueda estudiar en forma personalizada; pero esto no significa que el libro pueda reemplazar las explicaciones y esquemas que un profesor hiciere en un salón de clase. No es de mucha importancia para estudiantes de los primeros cursos de la carrera de geología, ya que la interpretación de los estereogramas requiere unos conocimientos fundamentales, como mínimo, en petrología, geología estructural, estratigrafía, geomorfología y geología del período Cuaternario. 14 •

Fotogeología práctica

Como una forma de estudiar, se recomienda comenzar haciendo algunos de los dibujos del libro. Siga los siguientes pasos, y notará que al final logrará hacer tantos esquemas tridimensionales y tan complejos como usted lo quiera: Memorice mentalmente uno de los esquemas del libro, mediante la observación por uno o dos minutos; cierre el libro y dibuje en un papel lo que alcance a recordar. Si nota que lo dibujado no es como está en el libro, ábralo y compare; en ese momento puede apreciar dónde está la dificultad; corríjalo e inicie nuevamente con la memorización y dibujo de la figura. Repitiendo este procedimiento varias veces y con varias figuras, puede tener la seguridad de que pronto se convertirá en un experto dibujante de la tercera dimensión. Este libro fue escrito durante el período del año sabático que me concedió la Universidad de Caldas, a la que expreso mis sinceros agradecimientos.

Prólogo

• 15

Este libro se termin贸 de imprimir en el mes de agosto de 2015 en Matiz Taller Editorial Manizales - Colombia