La meteorización de los granitoides de Les Guilleries y su tratamiento en el mapa geológico de los procesos activos y recientes y de la actividad antrópica de Cataluña a escala 1:25 000 (mapa geoantrópico)

El mapa geológico de los procesos activos y recientes y de la actividad antrópica 1:25 000 (geoantrópico) elaborado por el Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (ICGC), es un documento cartográfico de contenido geotemático aplicado en el que se representa, el estado actual de la constitución física del territorio, resultante de la acción antrópica sobre el medio geológico y los condicionantes geológicos para la actividad humana. El mapa geoantrópico incluye elementos propios de un mapa geomorfológico, al mismo tiempo que, realiza un inventario de los procesos geológicos naturales y de las intervenciones artificiales en el medio geológico. Clasifica los procesos naturales en función de su actividad y su génesis y los ordena según las áreas de generación de los materiales involucrados, los mecanismos de transporte, las áreas de deposición y las características y propiedades geológicas de los depósitos. De igual manera, clasifica los elementos y los depósitos artificiales en función de las actividades que los han generado.

En los mapas geológicos de rocas ígneas, el objetivo principal es mostrar las características petrológicas de los distintos tipos de rocas que afloran en superficie, sin entrar en la mayoría de los casos en el estudio de la determinación del grado de meteorización de la roca de las zonas aflorantes. Para la elaboración del mapa Geoantrópico en zonas con rocas ígneas, se ha implementado la ejecución de campañas de campo de recogida de datos con el objeto de caracterizar los distintos grados de alteración de las rocas aflorantes.

Ámbito del estudio y contexto geológico

Este trabajo expone la metodología y los resultados obtenidos de la elaboración de la cartografía de mantos de alteración en el ámbito geográfico del macizo de las Guillerías (Girona).

Las rocas ígneas objeto de estudio forman parte de los grandes batolitos emplazados a finales de la orogenia Varisca, aproximadamente desde el Pensilvaniense al Pérmico. En Cataluña, estas rocas afloran en los Pirineos y en las Cordilleras Costero Catalanas. El área de trabajo se centra en el batolito del Montseny-Guilleries, constituido por diferentes tipos de rocas plutónicas e hipoabisales relacionadas genéticamente (Fig. 1). Las rocas plutónicas están intruídas por multitud de rocas hipoabisales que forman parte del mismo episodio magmático (Soler et al., 2011; Durán, 1985; Viladevall, 1978; Culí, 2013a y 2013b).

La edad y la génesis de los mantos de alteración están relacionadas, en su mayor parte, a períodos cálidos del Neógeno y del Cuaternario.

Figura 1. Mapa de la cartografía geológica de la zona de estudio, con el límite de las tres hojas a escala 1:25.000 objeto de estudio.

Metodología

Los trabajos se realizaron a lo largo de tres años (2012, 2013 y 2014) y se distribuyeron en cuatro fases:

Fase 01. Captura de datos de campo. En las observaciones se han utilizado los valores de referencia establecidos en la escala de la International Society for Rock Mechanics (ISRM, 1981) que distingue seis grados de meteorización (Fig. 2). Se realizaron un total de 8.583 observaciones de campo (Fig. 3) entre las hojas 1.25 000 de Sant Julià de Vilatorta, Viladrau y Sant Hilari de Sacalm, de los cuales un total de 2.817 observaciones corresponden a la hoja de Viladrau.

Figura 2. Descripción del grado de meteorización de la roca según la ISRM (1981).

Figura 3. Cuadrante NE de la hoja 1:25 000 de Viladrau. Se observa la localización de los puntos.

Fase 02: Análisis exploratorio de datos y depuración. El trabajo ha consistido en realizar un estudio de la distribución de datos, determinar los estadísticos básicos, analizar la autocorrelación de los datos y calcular el semivariograma experimental.

Fase 03: Evaluación de los modelos de interpolación de datos y resultados. Elección del modelo de interpolación espacial final. Se han aplicado técnicas determinísticas (método IDW Inverse Distance Weighting) y geoestadítsica (kriging simple) de regionalización de los datos. En la Fig. 4, se presenta el modelo obtenido con el método IDW en el cuadrante NE de la hoja de Viladrau.

Figura 4. Cuadrante NE de la hoja 1:25 000 de Viladrau. Modelo de interpolación de datos mediante IDW.

Los resultados obtenidos se evalúan mediante la aplicación de métodos de validación cruzada (cross-validation), y se estima el error cuadrático medio de los modelos obtenidos (RMSE).

Fase 04. Implementación de resultados de la interpolación al Mapa Geoantrópico. A partir de los valores obtenidos con la interpolación, se ha efectuado un análisis de los resultados que ha finalizado con la delimitación de los contornos de separación de las diferentes y principales áreas de meteorización. Para expresar los resultados, los valores de meteorización obtenidos del trabajo de campo (1-7) se correlacionan con las tres clases establecidas en el mapa Geoantrópico: ligeramente meteorizado moderadamente meteorizado y completamente meteorizado (Fig. 5).

Figura 5. Interpolación de los datos depurados con los tres rangos de expresión del mapa Geaontrópico para la hoja de Viladrau (74-26, 332-2-2). Las líneas negras gruesas corresponden a los límites de las zonas con diferentes grados de meteorización. Ejemplo de la hoja de Viladrau (74-26, 332-2-2).

Resultados

En el mapa Geoantrópico, los mantos de alteración se representan en el mapa principal y se clasifican según el grado de meteorización de la roca ígnea a la que afectan (Fig. 6).

Figura 6. Mapa periférico del mapa geoantrópico de Catalunya a escala 1:50 000 de la hoja de Viladrau (74-26, 332-2-2) donde se representan los diferentes grados de alteración de las rocas graníticas.

Aplicaciones de la cartogafia de mantos de alteración

La cartografía de los mantos de alteración ofrece aplicaciones en el campo de la hidrogeología, ya que establece una relación directa con la presencia de acuíferos superficiales. También es útil en la planificación territorial y en la ejecución de infraestructuras, debido a que las propiedades geomecánicas del “sauló o grus” difieren en gran medida de las de la roca granítica original (Aristizábal, et al. 2011; Gonzalez, 2002). Además, el estudio de los mantos de alteración de rocas graníticas puede aportar datos sobre cómo reducir la cantidad de gases invernadero en la atmósfera, ya que en su formación han actuado como sumideros naturales de CO₂.

Figura 7. Imágenes de dos afloramientos de les Guilleries, donde se observan los diques de Leucogranitos aplíticos de grano fino inalterados, mientras que la gran masa de granodiorita biotítico hornbléndica se observa completamente meteorizada.

Referencias

Aristizábal, E., Valencia, Y., Guerra, A., Vélez, M., y Echeverri, O. 2011. Caracterización geotécnica de perfiles de meteorización desarrollados sobre rocas igneas en ambientes tropicales. Boletín de Ciencias de la Tierra, Número 30, 93-106.

Culí, L. 2013a. Cartografia dels granitoides i dels metasediments paleozoics dels fulls a escala 1:25.000 de Sant Julià de Vilatorta (74-25, 332-2-1) i Viladrau (74-26, 332-2-2). Informe inédito. Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (ICGC), 122 p.

Culí, L. 2013b. Treballs de cartografia geológica dels granitoides i dels metasediments paleozoics del full a escala 1:25.000 de Sant Hilari Sacalm (75-26, 333-1-2). Informe inédito. Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (ICGC), 65 p.

Durán, H. 1985. El Paleozoico de les Guilleries. Tesis Doctoral. Universidad Autónoma de Barcelona, 1-24.

Gonzalez, L. 2002. Meteorización de los materiales rocosos. En: Ingeniería Geológica, 134-139.

Soler, D., Pallí, Ll. y Brusi, D. 2013. Geologia de les Guilleries i el Collsacabra: 4 itineraris pel sector gironí. Universitat de Girona, Geodinàmica externa, 148 p.

Viladevall, M. 1978. Estudio petrológico y estructural de las rocas metamórficas y graníticas del sector nord-oriental del macizo del Montseny-Guilleries. Resumen Tesis Doctoral. Universidad de Barcelona, 1-12.