Geologia Hidrogeologia Sabana Bogota

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Geologia Hidrogeologia Sabana Bogota

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<p>Geologa e Hidrogeologa deSantaf de Bogot y su Sabana</p> <p>Alberto Lobo-Guerrero Usctegui, Gelogo, M.Sc.Gerente, LOBO-GUERRERO GEOLOGA LTDA.</p> <p>Contenido Abstract Resumen1. Introduccin2. Geologa Regional3. Estratigrafa3.1. Grupo Villeta3.2. Formacin Guadalupe3.3. Formacin Guaduas3.4. Formacin Cacho3.5. Fomacin Bogot3.6. Formacin Regadera3.7. Fomacin Usme3.8. Formacin Tilat3.9. Formacin Sabana3.10. Formacin Tunjuelo3.11. Coluviones4. Estructuras5. Hidrogeologa6. Referencias</p> <p>ABSTRACT</p> <p>The Sabana de Bogot is a tight, faulted synclinorium, that strikes SSW-NNE, in the center and summit of the Colombian Eastern Cordillera. It is composed by Middle Cretaceous to Quaternary sedimentary rocks: the Villeta Group and Guadalupe, Guaduas, Cacho, Bogot, Regadera, Usme, Tilat, Sabana and Tunjuelo Forma- tions. Formations Tilat (Pliocene), Sabana (Pliocene, Pleistocene and Holocene), and Tunjuelo (Pleistocene and Holocene) are lacustrine, fluvial and fluvial-glacial units, deposited in the center and borders of the basin during the past 3.5 million years.</p> <p>Long synclines occur along the major valleys; and long, thin anticlines in the ridges between them, with thrust faults bordering many of the anticlines, and normal and strike-slip faults cutting the previous. The Falla de Bogot is a poorly characterized fault, that cuts the western flank of the Bogot Anticline. A specific and detailed study of this fault is necessary, to establish if the fault is truly active and define its degree of activity.</p> <p>VII JORNADAS GEOTECNICAS DE LA INGENIERIA DE COLOMBIASociedad Colombiana de Ingenieros Sociedad Colombiana de GeotcniaSantaf de Bogot, D.C., octubre 30 de 199210The Guadalupe Formation is a regional aquifer; discontinuous; free to confined; con- solidated; with regular to high permeabilities; with a high saturated thickness; and good to regular water quality. The Tilat, Sabana and Tunjuelo Formations host regional to subregional aquifers; continuous; free, semi-confined or confined; non-</p> <p>consolidated; with thick saturated thicknesses; permeable to semipermeable; with good to regular water quality. Thousands of wells have been drilled in the Sabana and many within the city.</p> <p>Severe problems of over-exploitation take place today in many parts of the Sabana. Groundwater potentiometric levels descend at rates between 3 and 5 m/year due to global aggregate extraction that is larger than natural recharge. Water pressure decrease is among the main causes for compactation and deformation of surface layers.</p> <p>In order to correct over-exploitation of the underground water resource, and to stop the progressive descent of water levels in the basin, it is mandatory to strictly control the excavation of new wells, to monitor extraction from current wells, and to carry out artificial recharge of the aquifers by means of injection wells and spreading basins.</p> <p>RESUMEN</p> <p>La Sabana de Bogot es un apretado sinclinorio fallado con rumbo SSW-NNE en el centro y la cresta de la Cordillera Oriental, en rocas sedimentarias del Cretceo Me- dio basta el Cuaternario: el Grupo Villeta y las Formaciones Guadalupe, Guaduas, Cacho, Bogot, Regadera, Usme, Tilat, Sabana y Tunjuelo. Las Formaciones Tila- t (Plioceno), Sabana (Plioceno, Pleistoceno y Holoceno), y Tunjuelo (Pleistoceno y Holoceno) son depsitos lagunares, fluviales y fluvio-glaciares depositados en el centro y en los bordes de la cuenca durante los ltimos 3.5 millones de aos.</p> <p>Hay largos sinclinales en los valles mayores y largos y estrechos anticlinales en las serranas entre estos, con fallas inversas bordeando muchos de los anticlinales, y fallas normales y de rumbo cortando las anteriores. La Falla de Bogot es una falla deficientemente caracterizada que corta el flanco occidental del Anticlinal de Bogo- t. Es necesario llevar a cabo un estudio especfico y detallado de esta falla para determinar si en efecto es activa y su grado de actividad.</p> <p>La Formacin Guadalupe es un acufero regional; discontnuo; libre a confinado; consolidado; con permeabilidades regulares a altas; con espesor saturado alto; y buena a regular calidad de agua. Las Formaciones Tilat, Sabana y Tunjuelo contie- nen acuferos regionales a subregionales; contnuos; libres, semi-confinados o confi- nados; no consolidados; con grandes espesores saturados; permeables a semiper- meables; con buena a regular calidad de agua.</p> <p>Hay miles de pozos perforados dentro de la Sabana y numerosos en la propia ciu- dad. Actualmente hay severos problemas de sobreexplotacin en muchas partes. El nivel potenciomtrico del agua subterrnea de esta cuenca artesiana est descen- diendo a tasas entre 3 y 5 m/ao debido a una extraccin agregada global mayor a la recarga natural. El descenso en el nivel de presin es una de las causas de los fenmenos de compactacin y hundimiento que se observan en las capas superfi- ciales.</p> <p>Para corregir la sobreexplotacin del recurso hdrico subterrneo y detener el pro- gresivo descenso del nivel potenciomtrico en la cuenca es indispensable controlar</p> <p>estrictamente la apertura de nuevos pozos, los caudales extrados por los pozos existentes, y recurrir a la recarga artificial de los acuferos mediante pozos de inyec- cin y drsenas de esparcimiento.</p> <p>1. Introduccin</p> <p>Algunas de las calles y avenidas de la ciudad capital, sobre todo aquellas situadas en la parte norte y occidental, muestran actualmente grandes deficiencias, como hundimientos y deterioro permanente de los pavimentos. Algo semejante, y con mayor desarrollo, se obser- va de tiempo atrs en las carreteras del centro y occidente de la Sabana de Bogot. Como explicacin para estos fenmenos se aducen entre otras razones, la existencia de arcillas expansivas, la extraccin de aguas subterrneas, la compactacin o subsidencia del terre- no, el crecimiento y la evapotranspiracin de ciertos rboles, y la deficiencia en los materia- les de construccin. Lo cierto es que las notorias fallas en estas vas de comunicacin estn causando severos perjuicios econmicos a la poblacin en la Capital de la Repblica y en el corazn del Departamento de Cundinamarca. Para ayudar a comprender esta problemtica y contribuir a su solucin, se presenta a continuacin en forma muy resmida, la geologa y la hidrogeologa bsicas de esta regin.</p> <p>2. Geologa Regional</p> <p>La altiplanicie de la Sabana de Bogot, situada en la parte central de la Cordillera Oriental, es un amplio sinclinorio con orientacin SSW-NNE, en rocas sedimentarias del Cretceo Medio hasta el Cuaternario (Hubach, E., 1957). El Mapa Geolgico de la Figura 1 presenta las principales unidades estratigrficas y sus estructuras. Las rocas del Grupo Villeta y las Formaciones Guadalupe, Guaduas, Cacho y Bogot, se encuentran hoy fuertemente plega- das, falladas y diaclasadas (Cretceo Medio a Terciario Inferior). Estas fueron peneplana- das y recubiertas, en el borde oriental de la cuenca, por las Formaciones Regadera y Usme (Terciario Inferior). Durante las Orogenias Protoandina y Andina (Mioceno Inferior a Plioce- no Medio; 16.5 a 3.0 millones de aos), los pliegues y fallas del Cretceo y del Terciario Inferior se acentuaron y la regin, ya continental, con valles y montaas inicialmente en un clima tropical hmedo a escasa elevacin sobre el nivel del mar, sufri los rigores normales de la erosin subarea mientras paulatinaiente se elevaba 3,000 m para constituir la Cordi- llera Oriental. Esto obviamente trajo consigo una profunda modificacin en el rgimen clim- tico, los patrones de erosin, las cuencas hidrogrficas y los ecosistemas. Las Formaciones Tilat, Sabana y Tunjuelo son depsitos sedimentados en el centro y los bordes de grandes lagos interandinos cerca de la cumbre de la Cordillera, a los cuales llegaban los materiales fluviales y fluvioglaciares del Plioceno y Pleistoceno. Durante los ltimos 10,000 aos de vida geolgica se lleg a la colmatacin final de los lagos de la Sabana, el proceso de dese- cacin de los mismos, la integracin de la red hidrogrfica actual del Ro Bogot y la ero- sin de la altiplanicie. En los ltimos 50 aos la accin antrpica est influyendo notable- mente, por la explotacin de materiales ptreos, los cambios en la cobertera vegetal, los cambios climticos, la expansin urbana, el desgaste en masa relacionado con los asen- tamientos humanos de ladera, los cambios en el uso del agua superficial y la sobreexplota- cin de aguas subterrneas (Fig. 2).</p> <p>3. Estratigrafa</p> <p>3.1 Grupo Villeta (Cretceo Medio a Superior) (Kv)</p> <p>El Grupo Villeta aflora en todo el borde exterior de la cuenca de la Sabana, en los ncleos de varios anticlinales dentro de la misma y subyace toda la regin. Del lado occidental de la</p> <p>Sabana el miembro superior del Grupo Villeta se denomina Formacin La Frontera (Barre- miano-Santoniano). En la base consta de unos 40 m de calizas y limolitas silceo-calcreas, negras, en capas delgadas, muy fosilferas, con frecuentes ndulos calcreos. El resto de la sucesin total, de 1300 m de espesor, son lutitas negras finamente laminadas con ocasio- nales intercalaciones de areniscas y calizas en estratos de 3 a 5 m de espesor (Ulloa, C.,1981).</p> <p>Del lado oriental de la Sabana el miembro superior del Grupo se denomina Formacin Chi- paque (Turoniano-Santoniano). Esta unidad esta constituida por arcillolitas, areniscas, limo- litas y calizas. Las arcillolitas (lutitas de compactacin) son las rocas predominantes; de color gris oscuro y negro, finamente laminadas, de baja resistencia y fcil meteorizacin en esquirlas. Las areniscas son cuarzosas o cuarzo-micceas; de color blanco, amarillo o gris oscuro; grano muy fino hasta grueso; cemento silceo, calcreo o ferruginoso; dureza entre desmenuzable y moderada; resistencia entre friable y resistente; en capas delgadas hasta gruesas. Las limolitas son de colores gris oscuro o tabaco; son laminadas, frecuentemente micceas, de dureza baja y resistencia dbil. Las calizas son de color gris oscuro, lumaqu- licas, duras, resistentes, en bancos gruesos. El espesor total alcanza 1700 m (Renzoni ,G.,1962).</p> <p>3.2 Formacin Guadalupe (Cretceo, Caapaniano-Maastrichtiano) (Kg)</p> <p>La Formacin Guadalupe constituye los cerros resistentes que circundan la Sabana de Bogot. Esta compuesta por cuatro miembros: La Arenisca Dura en la base, los Plaeners, la Arenisca de Labor, y la Arenisca Tierna en la parte superior. Genticamente son depsitos de playa y por ello varan facialmente. Aunque algunos autores le dan rango de grupo, con- sidero que es mejor conservar el rango de Formacin dentro de la nomenclatura estratigrfi- ca, ya que es muy difcil, si no imposible, la cartografia de los diferentes miembros en toda la Sabana.</p> <p>El Miembro Arenisca Dura est compuesto por bancos medianos hasta gruesos de arenis- cas ortocuarcticas de color blanco-amarillento hasta gris-negro, de grano muy fino hasta medio, subredondeado, con esfericidad media a alta, bien sorteada, con estratificacin de muy delgada hasta muy gruesa, duras, compactas, en general bien cementadas por slice o carbonatos, y con espordicas intercalaciones de limolitas silceas grises claras en capas de 3 a 10 cm y arcillolitas negras hasta grises claras finamente laminadas en bancos hasta de 5 m de espesor. Aunque el contacto geomorfolgico entre el Grupo Villeta y la Forma- cin Guadalupe en el borde de la Sabana es neto, el contacto litolgico en el campo y en el subsuelo es difcil de identificar, ya que hay arcillolitas negras en ambas unidades. Normal- mente se coloca la base del miembro en el primer banco muy grueso de arenisca. El espe- sor de la Arenisca Dura vara entre 300 m en la parte occidental de la Sabana y 460 m en la parte oriental de la misma (Prez, G. &amp; Salazar, A., 1978; Lobo-Guerrero, A., 1985; Caro, P., Garca, J.R., y otros, 1988).</p> <p>El Miembro Plaeners est compuesto por arcillolitas laminadas, de dureza baja y resistencia dbil, en capas delgadas; limolitas silceas laminadas, en capas de 2 a 10 cm, compactas, con fractura concidea, en estratos entre 5 y 20 m ; y por areniscas ortocuarcticas de grano fino a muy fino, subredondeado, con esfericidad media a alta, bien sorteadas, compactas, con estratificacin gruesa a muy gruesa. Las rocas son de colores blanco, gris claro, gris verdoso, gris oscuro y negro. El espesor total oscila entre 85 y 200 m (Prez, G. &amp; Salazar, A., 1978; Caro, P., Garca, J.R., y otros, 1988).</p> <p>El Miembro Arenisca de Labor est compuesto por areniscas cuarzosas, blancas o grises claras y ocasionalsente amarillentas, de grano muy fino hasta medio, con dureza y resis- tencia moderadas, en bancos delgados basta muy gruesos, con intercalaciones delgadas hasta gruesas de arcillolitas grises verdosas, laminadas, dbiles, y limolitas silceas grises.</p> <p>El espesor total oscila entre 150 m y unos 250 B (Prez, G. &amp; Salazar, A., 1978; Caro, P., Garca, J.R., y otros, 1988).</p> <p>El Miembro Arenisca Tierna est compuesto por areniscas cuarzosas y feldespticas, blan- co amarillentas, de grano medio hasta conglomertico, con estratificacin cruzada, en estra- tos delgados hasta muy gruesos, dbilmente cementados, friables, con algunas muy delga- das intercalaciones de lutitas grises. Su espesor oscila entre 100 y 125 m. Esta unidad no aparece en todas partes de la Sabana; se conoce en el sector de La Cita - Codito (Santaf de Bogot), en Sibat, en La Herrera, y en las Piedras de Tunja (Facatativ).</p> <p>El contacto entre la Formacin Guadalupe y la Formacin Guaduas es discordante en mu- chos lugares, observndose que hubo erosin en las capas superiores del Guadalupe antes del depsito de las capas transicionales del Guaduas. El espesor total de la formacin es de750 m en la localidad tpica de los cerros Guadalupe y El Cable al oriente de Bogot (Prez, G. y Salazar, A., 1978), mientras que en La Tribuna, al occidente de Facatativ es de 550 m.</p> <p>3.3 Formacin Guaduas (Cretceo-Terciario; Maastrichtiano-Paleoceno) (TKg)</p> <p>La Formacin Guaduas se halla encima de la Formacin Guadalupe en los valles de Suba- choque, Ro Fro, Checua, Suesca, Santa Rosita, Chocont, Tomin, Teusac, Bogot, Usme y Soacha (Durn, R., Mojica, P., Alvarado, B. y Lobo-Guerrero, A.,1981). No existe en el sector de Sibate-Bojac. Esta compuesta por arcillolitas grises compactas, bien estra- tificadas, arcillolitas carbonceas, bancos de arenisca, arcillolitas abigarradas, y numerosos mantos de carbn situados hacia la parte inferior y media de la Formacin. Los sedimentos del Guaduas tienen un espesor variable entre unos 250 m y 1200 m. Se ha subdivido en tres a cinco niveles litoestratigrficos con validez dentro de la respectiva sub-cuenca carbo- nfera, con base en la presencia de gruesos bancos de arenisca cuarzosa de grano varia- ble.</p> <p>3.4 Formacin Cacho (Terciario, Paleoceno) (Tec)</p> <p>La Formacin Cacho o Arenisca del Cacho reposa concordantemente sobre el Guaduas en la mayora de los valles mencionados anterioriente. Est compuesta por areniscas blancas, amarillas y rojizas, cuarzosas hasta grauvacas, de grano fino hasta conglomertico, pobre- mente cementadas por xidos...</p>