Capitulo 3Capitulo 3

Secciones 3.1Secciones 3.1--3.33.3

Geological settingGeological setting

Continuando con el estudio de las formaciones Continuando con el estudio de las formaciones geolgeolóógicas, en esta seccigicas, en esta seccióón se estudiaran las n se estudiaran las caractercaracteríísticas de algunas formaciones rocosas sticas de algunas formaciones rocosas asasíí como las repercusiones de estas en el estudio como las repercusiones de estas en el estudio del flujo subterrdel flujo subterrááneo.neo.

Conceptos bConceptos báásicossicos

La descarga especifica La descarga especifica ((q)q) se define se define como el volumen de como el volumen de fluido que pasa a travfluido que pasa a travéés de un medio poross de un medio porosoo

, Q es la descarga total, A es , Q es la descarga total, A es el el áárea transversal.rea transversal.clcláástico, ca.stico, ca.1. 1. Adj..Adj.. Geol.Geol. Dicho de algunos materiales geolDicho de algunos materiales geolóógicos: gicos: Que estQue estáán formados por fragmentos de diferentes n formados por fragmentos de diferentes rocas.rocas.

QqA

=

Conceptos bConceptos báásicossicos

Permeabilidad, capacidad para transportar agua Permeabilidad, capacidad para transportar agua en grandes cantidades.en grandes cantidades.La permeabilidad primaria esta directamente La permeabilidad primaria esta directamente relacionada con la porosidad.relacionada con la porosidad.La permeabilidad secundaria esta directamente La permeabilidad secundaria esta directamente relacionada con fracturas y con defectos.relacionada con fracturas y con defectos.

Conceptos bConceptos báásicossicos

clcláástico, stico, DicDiceseese de algunos materiales de algunos materiales geolgeolóógicos: Que estgicos: Que estáán formados por fragmentos n formados por fragmentos de diferentes rocas.de diferentes rocas.

Conceptos bConceptos báásicossicos

En En biologbiologííaa los los detritosdetritos son son residuosresiduos, generalmente , generalmente ssóólidos, que provienen de la lidos, que provienen de la descomposicidescomposicióónn de fuentes de fuentes orgorgáánicas y minerales.nicas y minerales.En En geologgeologííaa es el llamado material suelto o es el llamado material suelto o sedimentossedimentos. . Son los productos de la Son los productos de la erosierosióónn, el transporte, la , el transporte, la meteorizacimeteorizacióónn ;qu;quíímica y fmica y fíísica; y procesos diagensica; y procesos diagenééticos ticos (procesos geol(procesos geolóógicos externosgicos externos).).

Conceptos bConceptos báásicossicos

El material detrEl material detríítico se acumula en zonas de tico se acumula en zonas de topograftopografíía deprimida llamadas cuencas a deprimida llamadas cuencas sedimentariassedimentarias. Un material detr. Un material detríítico ttico tíípico y muy pico y muy conocido son las conocido son las arcillasarcillas que son producto de la que son producto de la meteorizacimeteorizacióón qun quíímica de los mica de los feldespatosfeldespatos. Cabe . Cabe destacar que las arcillas son minerales de grano destacar que las arcillas son minerales de grano fino con estructuras laminares similares a las fino con estructuras laminares similares a las micasmicas. .

Conceptos bConceptos báásicossicos

La palabra arcilla designa al tamaLa palabra arcilla designa al tamañño de un o de un clastoclasto que que constituyen las rocas sedimentarias detrconstituyen las rocas sedimentarias detrííticas, como asticas, como asíítambitambiéén se utiliza para designar el mineral de arcilla (no n se utiliza para designar el mineral de arcilla (no todos los sedimentos de tamatodos los sedimentos de tamañño arcilloso esto arcilloso estáán n compuestos por minerales de arcilla).compuestos por minerales de arcilla).Otro material detrOtro material detríítico comtico comúún es el n es el cuarzocuarzo ya que es ya que es abundante, estable (segabundante, estable (segúún la serie de cristalizacin la serie de cristalizacióón de n de Bowen) y resiste la meteorizaciBowen) y resiste la meteorizacióón qun quíímica. Tambimica. Tambiéén n podemos encontrar feldespatos y micaspodemos encontrar feldespatos y micas

Conceptos bConceptos báásicossicos

Velocidad de poro. Es la velocidad real del agua Velocidad de poro. Es la velocidad real del agua subterrsubterráánea.nea.

Condiciones geolCondiciones geolóógicasgicas

Volviendo a los aspectos geolVolviendo a los aspectos geolóógicos que son gicos que son importantes para el flujo subterrimportantes para el flujo subterrááneo, es neo, es importante analizar las caracterimportante analizar las caracteríísticas de estos sticas de estos componentes, ya fueron analizado los depcomponentes, ya fueron analizado los depóósitos sitos nono--solidificados, en esta seccisolidificados, en esta seccióón se estudian las n se estudian las rocas solidificadas, rocas metamrocas solidificadas, rocas metamóórficas y rocas rficas y rocas íígneas. gneas.

SolidificaciSolidificacióón de rocasn de rocas

Cuando Cuando los los depdepóósitos sedimentarios son enterrados por sitos sedimentarios son enterrados por largos periodos de tiempo los materiales se solidifican, largos periodos de tiempo los materiales se solidifican, estos materiales se juntan tanto que se vuelven rocas estos materiales se juntan tanto que se vuelven rocas ssóólidas. En este punto los deplidas. En este punto los depóósitos pierden mucho de sitos pierden mucho de su espacio poroso, y la posterior porosidad que se su espacio poroso, y la posterior porosidad que se pueda encontrar puede deberse a fracturas o a pueda encontrar puede deberse a fracturas o a disolucidisolucióón. Las rocas solidificadas producto de n. Las rocas solidificadas producto de depdepóósitos no solidificados se muestran en la tabla sitos no solidificados se muestran en la tabla siguientesiguiente..

La primera columna nos La primera columna nos dice el proceso geoldice el proceso geolóógico gico que dio origen a la roca.que dio origen a la roca.En la tercera columna se En la tercera columna se da informacida informacióón acerca n acerca del tamadel tamañño de las rocas y o de las rocas y el nombre de la roca se el nombre de la roca se encuentra en la cuarta encuentra en la cuarta

Velocidad de poroVelocidad de poro

En general las rocas En general las rocas solidificadas son menos solidificadas son menos productivas como acuproductivas como acuííferos feros que las no solidificadas que las no solidificadas primero porque estas primero porque estas tienen baja permeabilidad. tienen baja permeabilidad. Por otro lado las rocas Por otro lado las rocas solidificadas tienen baja solidificadas tienen baja porosidad, esto implica una porosidad, esto implica una velocidad de poro alta, esto velocidad de poro alta, esto se ve en la siguiente se ve en la siguiente ecuaciecuacióónn..

qv

A medida que la A medida que la εε se hace pequese hace pequeñña como a como ocurre en la fractura de rocas, la velocidad de ocurre en la fractura de rocas, la velocidad de poro aumenta. Por tanto los contaminantes se poro aumenta. Por tanto los contaminantes se pueden mover grandes distancias en corto pueden mover grandes distancias en corto tiempo en rocas solidificadas, con permeabilidad tiempo en rocas solidificadas, con permeabilidad secundaria muy significativa, esto es, secundaria muy significativa, esto es, permeabilidad debida a fracturas, cavidades.permeabilidad debida a fracturas, cavidades.

La importancia de permeabilidad secundaria da La importancia de permeabilidad secundaria da lugar lugar aal concepto del modelo conceptual de l concepto del modelo conceptual de doble porosidad del sistema acudoble porosidad del sistema acuíífero. En tal fero. En tal modelo conceptual hay dos conjuntos de modelo conceptual hay dos conjuntos de permeabilidades y dos de porosidades uno permeabilidades y dos de porosidades uno asociado con las caracterasociado con las caracteríísticas de la sticas de la permeabilidad secundaria(tales como fracturas) y permeabilidad secundaria(tales como fracturas) y otro con las caracterotro con las caracteríísticas de la permeabilidad sticas de la permeabilidad primaria(la roca anfitriprimaria(la roca anfitrióón). n).

Esta roca anfitriEsta roca anfitrióón se puede considerar como un n se puede considerar como un gran bloque rodeado de fracturas. Los flujos gran bloque rodeado de fracturas. Los flujos primario y secundario estprimario y secundario estáán descritos por n descritos por ecuaciones de flujo separadas con su propio ecuaciones de flujo separadas con su propio conjunto de parconjunto de paráámetros, condiciones de frontera metros, condiciones de frontera y tensiones hidroly tensiones hidrolóógicas. Los dos sistemas estgicas. Los dos sistemas estáán n acoplados.acoplados.

Rocas metamRocas metamóórficasrficas

CCuando los sedimentos se solidifican, son sujetas uando los sedimentos se solidifican, son sujetas a a temperaturastemperaturas y presiones intensasy presiones intensas,,generalmente asociado a la dingeneralmente asociado a la dináámica de mica de la la tectonicatectonica de placasde placas..los minerales que constituyen la roca se relos minerales que constituyen la roca se re--cristalizan para formar una roca aun mas densacristalizan para formar una roca aun mas densa..

Rocas metamRocas metamóórficasrficas

Las rocas metamLas rocas metamóórficas resultantes estrficas resultantes estáán n constituidas por nuevos minerales y que estconstituidas por nuevos minerales y que estáán n en equilibrio con las nuevas condiciones bajo las en equilibrio con las nuevas condiciones bajo las cuales se formaroncuales se formaron. . Mientras que la composiciMientras que la composicióón n molecular de la roca resultante es la misma que molecular de la roca resultante es la misma que la roca originalmente solidificadala roca originalmente solidificada..

Rocas metamRocas metamóórficasrficas

LLa figura siguiente se a figura siguiente se muestran algunas rocas y muestran algunas rocas y las metamlas metamóórficas rficas resultantes resultantes

Rocas metamRocas metamóórficasrficas

LLos nombres de las os nombres de las zonas tienen que ver con zonas tienen que ver con ciertos minerales ciertos minerales (indicadores) que son (indicadores) que son creados en los distintos creados en los distintos escenarios geoquescenarios geoquíímicosmicos

Rocas metamRocas metamóórficasrficas

Diferentes minerales se forman de distintas Diferentes minerales se forman de distintas rocas iniciales. rocas iniciales. La composiciLa composicióón de esta roca inicial determina en n de esta roca inicial determina en cierto grado la composicicierto grado la composicióón de las rocas n de las rocas metammetamóórficasrficas

Rocas metamRocas metamóórficasrficas

Por ejemplo de la piedra caliza se puede formar Por ejemplo de la piedra caliza se puede formar mmáármol, resulta interesante que baja las misma rmol, resulta interesante que baja las misma condiciones se obtenga cuarzo de la areniscacondiciones se obtenga cuarzo de la arenisca..

Rocas metamRocas metamóórficasrficas

Debido a que las rocas metamDebido a que las rocas metamóórficas son rficas son extremadamente densas estas prextremadamente densas estas práácticamente no cticamente no poseen permeabilidad ni porosidad primarias. poseen permeabilidad ni porosidad primarias. Las fracturas y las deformaciones constituyen la Las fracturas y las deformaciones constituyen la principal vprincipal víía para el flujo del agua subterra para el flujo del agua subterráánea, nea,

Rocas metamRocas metamóórficasrficas

Tanto la Tanto la permeabilidad permeabilidad como lacomo la porosidad porosidad primarias son muy bajas en eprimarias son muy bajas en esste tipo de rocaste tipo de rocas..Debido a la baja porosidad laDebido a la baja porosidad la ecuaciecuacióón 1 n 1 nos nos dice que dice que las velocidades de las aguas las velocidades de las aguas subterrsubterrááneas son algo altasneas son algo altas..

Rocas Rocas íígneasgneas

Las rocas Las rocas íígneas son formadas gneas son formadas directamente de un liquido o por directamente de un liquido o por derretimiento. Tales lderretimiento. Tales lííquidos se deben quidos se deben al total derretimiento de rocas debido a al total derretimiento de rocas debido a la formacila formacióón de montan de montaññas. Asas. Asíí mismo, mismo, el derretimiento puede ser proveniente el derretimiento puede ser proveniente del manto de la tierra.del manto de la tierra.Las rocas Las rocas íígneas tienden a ser gneas tienden a ser catalogadas en funcicatalogadas en funcióón del taman del tamañño de o de grano (tamagrano (tamañño del cristal) y o del cristal) y composicicomposicióón mineral. n mineral. El eje horizontal representa el El eje horizontal representa el porcentaje de minerales obscuros (ironporcentaje de minerales obscuros (iron--bearing). El modo de la formacibearing). El modo de la formacióón de n de la roca se indica en el lado derecho de la roca se indica en el lado derecho de la figura. la figura.