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GEOLOGIA Y GEOTECNIA DEL PROYECTO MULTIPROPOSITO CINERA, DEPARTAMENTO NORTE DE SANTANDER, COLOMBIA.

INFORME FINAL

Santafé de Bogotá D.C., Diciembre de 1998

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TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCION 2. GEOLOGIA 2.1. Regional 2.1.1. Rasgos Geomórfologicos 2.1.2. Aspectos Litológicos 2.1.2.1. Cretáceo 2.1.2.2. Terciario 2.1.2.3. Cuaternario 2.1.3. Estructuras Geológicas 2.2. Local 2.2.1. Relieve 2.2.2. Litología 2.2.3. Estructuras 2.2.4. Geodinámica 3. GEOTECNIA 3.1. Investigaciones Realizadas 3.2. Sitio de Presa 3.3. Tunel de Conduccion 3.4. Tunel de Desviacion 3.5. Casa de Máquinas 4. MATERIALES DE CONSTRUCCION 4.1. Agregados para Concreto 4.1.1. Cherts Calcáreos de la Formación La Luna 4.1.2. Areniscas de la Formacion Aguardiente 4.1.3. Aluviones de las Cercanías de Puente Ospina 4.2. Arenas 4.3. Material Impermeable 5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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ANEXOS 1. ESTUDIO PETROGRAFICO 2. REGISTROS DE PERFORACIONES (MEMORIAS Y FOTOGRAFIAS) Y ENSAYOS LUGEON. 3. FOTOGRAFIAS DE APIQUES 4. ENSAYOS DE LABORATORIO 5. FOTOGRAFIAS 6. ENSAYOS ADICIONALES DE LABORATORIO

LISTADO DE MAPAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

MAPA GEOLOGICO REGIONAL ESCALA 1:200.000 MAPA GEOLOGICO SITIO DEL CINERA ESCALA 1:25.000 MAPA GEOLOGICO DEL AREA DEL PROYECTO MAPA GEOLOGICO DEL SITIO DE PRESA MAPA GEOLOGICO DEL SITIO CASA DE MAQUINAS MAPA DE LOCALIZACION DE FUENTES DE MATERIALES 1 DE 2 MAPA DE LOCALIZACION DE FUENTES DE MATERIALES 2 DE 2

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GEOLOGIA Y GEOTECNIA DEL PROYECTO MULTIPROPOSITO CINERA, DEPARTAMENTO NORTE DE SANTANDER, COLOMBIA.

1.

INTRODUCCION

El objetivo del presente informe es consignar los resultados de las investigaciones geológico-geotécnicas desarrolladas entre Julio y Diciembre de 1998, tanto en campo como en oficina, como soporte para los estudios que actualmente adelanta Agra Monenco para el Proyecto Multipropósito Cinera, al occidente de Cúcuta, Departamento de Norte de Santander.

FIG. 1. MAPA DE LOCALIZACION

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Dichas investigaciones incluyeron, pero no estuvieron limitadas a, la investigación bibliográfica de la literatura geológica disponible, la elaboración de mapas geológicos con base en sensores remotos y fotografías aéreas convencionales con su correspondiente verificación en el terreno, la ejecución de siete perforaciones en las principales obras proyectadas, la investigación de materiales por medio de la excavación de apiques y la recolección de muestras en las canteras actualmente en explotación, la ejecución de una serie de análisis y ensayos de laboratorio, y la presentación de resultados parciales verbalmente y por escrito, tanto en campo como en oficina durante el curso de los estudios. Para lograr los resultados que se presentan en este informe se contó con la ayuda y apoyo de muchos individuos y entidades, y consta aquí el agradecimiento a ellos debido.

2.

GEOLOGIA

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2.1

Regional 2.1.1 Rasgos Geomórficos

El valle del río Zulia se encuentra ubicado en la bifurcación de la Cordillera Oriental, entre la Cordillera de Merida al Oriente y la Serranía de Los Motilones o de Perijá. Esta corriente fluvial desciende desde el borde o estribación del Macizo cristalino de Santander, hacia el Lago de Maracaibo en Venezuela.

FIG. 2. MAPA TECTONICO La Cordillera de Mérida se prolonga hacia el NE, como un importante accidente orográfico hasta intersectarse con la Cordillera de la Costa Caribe.

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Los Andes de Mérida alcanzan elevaciones superiores a los 5000 m.s.n.m., con vertientes laterales de muy alto gradiente topográfico. La Serranía de Los Motilones constituye una angosta elevación orográfica con dirección NE, la cual se prolonga hasta la baja Guajira. Las elevaciones topográficas rara vez superan los 2500 m.s.n.m. En el área de la bifurcación entre las citadas cadenas montañosas se encuentra la región y el valle de interés. A manera general, coincide con el terreno montañoso que abarca el departamento de Norte de Santander. La disposición de los valles fluviales y sus correspondientes elevaciones que establecen divisorias de aguas, registran dirección dominante N-S, con disposición escalonada y en relevos desde la ciudad de Cúcuta al sur, hasta la localidad de Puerto Barco en el norte, sobre el río de Oro. Los principales valles los conforman los ríos Táchira-Pamplonita, Zulia, Sardinata y Catatumbo. Estas tres prominencias topográficas establecen el cerramiento meridional y lateral de la cuenca de Maracaibo. La morfología de cada una de ellas expone características particulares, de tal manera que deben corresponder a condiciones litológicas y/o estructurales propias a nivel regional. A pesar de que no es la costumbre en un informe geológico describir inicialmente las estructuras que involucran las masas rocosas antes de la descripción de la geomorfología y de la estratigrafía, en este caso entender la disposición tectónica permite aclarar las condiciones de la región. La bifurcación de la Cordillera Oriental obedece a la dislocación y desgarre tectónico de la porción septentrional, y al enfrentamiento de por lo menos dos cuencas sedimentarias estratigráficamente diferentes: la Andina y la de Maracaibo. En aquel corredor o faja de terreno donde se registra la dislocación, es frecuente el enfrentamiento y "mezcla" de secuencias. Por lo tanto, es entendible la exposición de rocas diferentes y coetáneas, separadas por elementos tectónicos. La extensión septentrional de los Andes, y en particular en su extremo Oriental, están representados por una serie de cadenas montañosas con bordes definidos y rectilíneos. Esta condición es evidente para la Cordillera de Mérida y la Serranía de Perijá. Estos trazos representan fallas tectónicas, las cuales han creado corredores a lo largo de los cuales se generó el levantamiento orográfico.

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El segmento montañoso que se localiza entre las cadenas montañosas representa la terminación de la Cordillera Oriental. Tanto el escalonamiento de las serranías, como las mencionadas incongruencias entre algunas de las secuencias litológicas que se encuentran en algunos de los bloques tectónicos adyacentes, sugiere un estilo deformacional de fallas direccionales (NW), y de pliegues y bloques con acomodamiento "en echelon" y apariencia sutil de "rotación".

La anterior distribución fue muy seguramente generada ante el rompimientodesgarre horizontal que limita a la Cordillera Oriental a la latitud del Macizo de Santander, y se enfrenta a la prolongación norte de la misma. Este fallamiento debe ser la causa principal del estilo tectónico de la región de interés. El Mapa Geológico del Area del Proyecto (Esc. 1:25000), a diferencia de la interpretación de Ingeominas (1967), muestra un panorama complejo. La zona estudiada está enmarcada regionalmente por dos fallas, seguramente de rumbo: -

Una al Occidente del río Zulia, que partiendo de Sur a Norte corta perpendicularmente las quebradas Palmarito, Mosquerala, Miota, el río Salazar, y se extiende cruzando diagonalmente la quebrada Aguafría hasta las cabeceras de los afluentes y de la propia quebrada Albarica. Pone en contacto estratos del Cretáceo y del Terciario.

-

Otra al Oriente, que se sobrepone al curso inferior de la quebrada Ocarena, y hacia el Norte, fuera del área de estudio, sigue el curso inferior del río Zulia, aguas abajo de la confluencia con la quebrada Ocarena, hacia la población de San Cayetano. Esta falla pone en contacto rocas del Terciario Medio y del Terciario Superior. Las secuencias Terciarias se ensanchan hacia el Norte, en el valle medio y bajo del río Zulia, fuera del área de estudio.

El bloque entre las dos fallas antes mencionadas, donde están situadas las obras del Proyecto en estudio, parece en forma general ser parte de una estructura anticlinoria amplia ("Cúpula o Núcleo de Santiago" para Hubach, 1931), truncado por la falla de rumbo NW antes mencionada. Mirado más en detalle, una serie de flexuras y fracturas asociadas, con discretos desplazamientos, crean una malla de discontinuidades. Ya Galvis et al (1991) habían observado que existen dos secuencias sedimentarias diferentes en Norte de Santander, depositadas en diferentes

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ambientes y puestas en contacto por una gran falla direccional SW-NE, conocida como Falla Río de Oro al Norte del área estudiada. Los sedimentos del área donde está localizado el Proyecto, corresponden a la secuencia sedimentaria Oriental Tibú-Cúcuta-Pamplona. Los sedimentos del bloque Occidental presentan afinidad con los del Valle del Río Cesar, en la zona de La Jagua, y con los de la región de Machiques al Noroeste del Estado de Zulia en Venezuela. En el Terciario, por ejemplo, la secuencia de sedimentos del Terciario Inferior en el bloque Occidental es costera, y luego de una discordancia, la sedimentación continúa siendo de ambiente litoral, mientras que la secuencia de sedimentos terciarios del bloque Oriental presenta una discordancia sobre la Formación Carbonera, y la sedimentación posterior es de ambiente continental.

2.1.2

Aspectos Litológicos

La secuencia litológica de la cuenca sedimentaria Tibú-Cúcuta-Pamplona, presenta unidades estratigráficas en un amplísimo intervalo de edades, desde el Precámbrico tardío o Proterozoico hasta el Holoceno, con importantes hiatos en el Paleozoico, posiblemente en el Triásico y en el Cretáceo Inferior. En la zona estudiada solamente afloran rocas sedimentarias entre el Cretáceo Medio y el Terciario Superior, ocasionalmente superpuestas por sedimentos Cuaternarios.

2.1.2.1

Cretáceo

La secuencia litológica del Cretáceo se inicia cronológicamente con la Formación Rionegro, la cual solo se menciona muy brevemente ya que no se observó en el área objeto del presente estudio. Comprende areniscas arcósicas y lentes de conglomerados líticos. Es interesante anotar que esta formación se presenta al norte del área del Catatumbo, en la región de Machiques en Venezuela, y al Occidente en la cuenca del Río Cesar. Hasta el momento no se ha observado en el área estudiada, pero dado que se compone de sedimentos fluviales de espesor muy variable, no es descartable que pueda presentarse.

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La secuencia Cretácea de origen marino se inicia con una arenisca conglomerática basal de pocos metros de espesor, arcósica, cuyo grano gradualmente se hace fino y sobre la cual reposa una espesa secuencia de calizas fosilíferas, densas, de color gris azuloso, con algunas intercalaciones de shale margoso y limolita calcárea. Esta unidad no se encuentra expuesta en la zona del presente estudio, pero existen amplios afloramientos en el cañón del Río Catatumbo, a lo largo de la carretera que conduce del caserío de Orú al municipio de El Tarra. En el sitio mencionado, la secuencia calcárea tiene más de 100 metros de espesor. La unidad descrita se conoce en la literatura geológica como Formación Tibú, o como Miembro Tibú de la Formación Uribante. Notestein et al (1944) la describe así: "The Tibú member has at its base a sandstone 5 to 12 meters thick representing the initial Uribante deposit. It is coarse-grained and contains small pebbles of quartz and a few of the orthoclase in the lower part, the pebbles rarely attaining 2 centimeters in diameter. It becomes fine-grained and calcareous at the top. Cores of the basal sandstone from Tres Bocas No. 2-A are somewhat carbonaceous. Overlying the basal sandstone is 95 to 160 meters of gray densely crystalline fossiliferous limestone, containing some shale and fine-grained sansdstone in its lower half. The upper 50 meters of this member is practically all limestone, and its top is sharply limited by a change to shale. This sharp contact has appeared in all well sections. The thickness of the Tibú member ranges from 107 to 117 meters in wells, but in Quebrada Santa Elena it appears to be 166 meters thick. The entire Uribante formation is thicker in that section and shows more limestone than in the well sections. The Tibú member crops out in the headwaters of the Río Tibú, from which it takes its name. It first attained importance when found to be productive of oil on the Tibú anticline".

Sobre esta unidad, reposa una secuencia de areniscas frecuentemente calcáreas, y shales negros, algunos margosos, con intercalaciones de caliza, arenisca y limolita glauconítica, que aflora en el Sitio de Presa. El espesor de estos sedimentos ha sido calculado por Agra Monenco (1997, Anexo B) entre 149 y 200 m. Su composición y características coinciden con la Formación o Miembro Mercedes (Kmum), y su presencia es prácticamente continua desde Pacelli hasta la población de Las Mercedes, en cuya vecindad se encuentra la localidad tipo. Según Notestein et al (1944), el Mercedes puede describirse así: "The Mercedes member is composed of interbedded limestones, shales, and sandstones with beds commonly ranging from 3 to 20 meters in thickness. The limestones are similar to those in the Tibú member but are in part arenaceous. The shales are generally black, micaceous, and carbonaceous, but some beds are dark gray, and some are very calcareous. Shales compose a large part of the lower third of the member. The sandstones, which are subordinate in amount, are gray, fine to medium grained, commonly glauconitic, and in part very calcareous. They are nearly twice as abundant in the upper half of the member as in the lower half. The top of the Mercedes member is drawn where limestones and shales become predominant over

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sandstone, but no sharp break exists below the overlying Aguardiente member. The thickness of the Mercedes member ranges from 149 to 201 meters in well sections and is about 160 meters in Quebrada Santa Elena. The member is named from the Mercedes Valley, along the west side of which it is exposed".

Sobre la Formación Mercedes reposa una espesa secuencia arenosa que corresponde a la Formación Aguardiente o Miembro Aguardiente (Kmua) de la Formación Uribante, que Notestein et al (Op. cit.) describe así: "The Aguardiente member is composed almost entirely of extremely hard and calcareous gray or light-green fine- to coarse-grained cross-bedded glauconitic sandstones. As known from wells the upper 10 meters is relatively free from glauconite, but this mineral is common throughout the remainder of the member. Interbedded with the more glauconitic sandstones are gray, only slightly glauconitic sandstones with micaceous-carbonaceous partings. Some thin laminae and beds of black micaceous-carbonaceous shale are present, and a few thin beds of limestone occur in the lower part. Locally the sandstones are so calcareous as to approximate arenaceous limestones. The thickness of the Aguardiente member ranges from 148 to 160 meters in well sections and Quebrada Santa Elena. The member is named from the Filo del Aguardiente".

La Formación o Miembro Aguardiente se compone casi en su totalidad de arenisca glauconítica de color gris-verdoso o gris-azuloso, que meteoriza dando colores ocre, bermellón o café rojizo. Presenta algunos niveles ligeramente calcáreos, y su granulometría varía de tamaño medio a fino. Su espesor (Agra Monenco, Op. cit.) varía entre 148 y 275 m. y reposa concordantemente sobre la Formación Mercedes en ambos flancos de la estructura anticlinal. Al continuar la secuencia estratigráfica, se presentan sedimentos que comprenden shales y shales margosos muy laminares de color negro o gris oscuro, y con niveles de caliza de pocos centímetros de espesor, que parecen corresponder a la Formación Capacho, ya que en el sector mencionado se hallaron por debajo de la Formación La Luna. Para denominar en el presente informe estos shales y shales margosos, se ha escogido utilizar el término Formación Capacho (Kmc), porque lo observado en el terreno coincide con la descripción de Sievers en Sutton (1946), de esta formación: "Structural complications hinder an accurate description of the entire Capacho formation at the type locality. In the Río de Oro in northern Táchira, however, a complete section is exposed between the overlying La Luna and underlying Aguardiente formations. At this point the formation can be divided roughly into a lower and upper member. The lower member has a thickness of about 242 meters (794 feet) and is composed largely of massive, dark gray to black hard shale with a few beds, up

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to one meter thick, of dark gray, hard, crystalline, fossiliferous limestone and rare beds of dark greenish gray, hard, fine grained, calcareous sandstone. The calcareous sandstones are generally more pronounced in the basal part of the formation and some observers may wish to include them with the underlying Aguardiente formation. The upper member is about 120 meters (394 feet) thick and is composed of massive to thickly bedded, gray, hard, crystalline, fossiliferous limestone with a few thin beds of hard black shale."

No se utiliza el término Formación Cogollo, porque la localidad tipo original no corresponde a los shales aquí presentes, a pesar de que Notestein et al (Op. cit.) denominaron Formación Cogollo la secuencia pelítica antes mencionada, sin tener en cuenta su total diferencia litológica con la localidad tipo del Cogollo como la describió Garner (en Sutton, Op. Cit.): "On and adjacent to the Concession the Cogollo formation is composed principally of dark-gray to black fissile shales with interbedded gray to dark-gray fossiliferous limestones and a very minor amount of gray argillaceous siltstones. In the Petrolea area, where 32 wells have penetrated the entire thickness of the Cogollo, the formation is divided into the Lower Cogollo, Middle Cogollo, and Guayacán members, but such detailed subdivision is not applicable throughout the Concession. The Lower Cogollo consists of black very calcareous organic and bituminous foraminiferal thin-bedded shale and dark-gray foraminiferal limestone. Some macrofossils are present. The member comprises approximately one-fifth of the entire formation and is distinguishable in all sections. The upper contact of the member is transitional and is drawn at the top of the first limestone below the thick shales of the Middle Cogollo. The Middle Cogollo member consists of dark-grey to black noncalcareous shale and a few beds of gray argillaceous fossiliferous limestone and, locally a few beds of siltstone and silty shale. The member is well developed in the Petrolea area, where it comprises approximately three-fifths of the formation, but the top of the member is not distinguishable elsewhere owing to the poor development of limestones in the Guayacán member. The top of the middle member is sharply drawn in Petrolea wells at the base of a 3- to 7-meter bed of limestone forming the base of the overlying Guayacán member. The Guayacán member, named from Quebrada Guayacán in a branch of which it crops out on the Petrolea South Dome, consists of brownish-gray abundantly fossiliferous fairly thick, massive limestones with interbedded dark-gray to black non-calcareous in part silty and micaceous shales and a very small amount of gray argillaceous siltstone. In the Petrolea area nearly half the member is composed of limestone, but elsewhere the uppermost part of the Cogollo is predominantly shale."

Sobre la Formación Capacho antes referida, se encuentra una secuencia de calizas negras, olorosas a petróleo, con abundantes escamas de peces, shales negros bituminosos con concreciones discoidales, chert negro, shale silíceo muy laminado y fosforita oolítica en un banco que pasa de 2 metros de

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espesor. Este conjunto litológico se observa en una franja SW-NE, en la vertiente SE del río Zulia, formando una serie de filos resaltantes desde la quebrada La Olla hasta cruzar perpendicularmente el citado río y prolongarse hacia el N. Agra Monenco (Op. cit.) le atribuye un espesor de 80 m. Se presenta una caliza bituminosa en estratos delgados, alternando con shale negro con concreciones, y un chert gris a negro en capas delgadas. La caliza presenta abundantes vetillas de calcita y es rica en fósiles, especialmente escamas y dientes de peces. Esta secuencia coincide con la Formación La Luna (Kml), tal como se presenta en la región de Sardinata y otras localidades del Catatumbo Colombiano, que Notestein et al (Op. cit.) describe así: "On the Concession the La Luna consists of hard dark-gray abundantly foraminiferal limestones and hard black highly calcareous platy bituminous shales. Bands and nodules of black chert are present in very minor amount, more numerous in the upper part. Outcrop sections suggest more chert in the upper part of the La Luna than displayed by well sections. Concretionary masses of dense gray limestone, ranging from a few centimeters to 75 centimeters in size, are characteristic of the formation".

A continuación de lo anteriormente descrito, en el flanco oriental del anticlinorio se presenta una secuencia de sedimentos predominantemente pelíticos, en afloramientos discontinuos en que predominan shales color gris azulosos. Es difícil identificar a qué formación (Colón, Mito Juan o Catatumbo) puedan pertenecer estos estratos, sin datos bioestratigráficos, ya que dichas formaciones comprenden en su mayoría sedimentos pelíticos y sus límites están muy pobremente definidos; en las tres hay menciones de niveles delgados de caliza arenosa, y por lo tanto se ha preferido agruparlas como Cretáceo Superior (Ks).

2.1.2.2

Terciario

Las unidades Terciarias aquí presentes están localizadas en la parte oriental del área estudiada. La cronológicamente más antigua es la Formación Barco (Tib), que Notestein et al (Op. cit.) describe así: "The formation consists of a series of interbedded sandstones, shales, and claystones. It is topographically important, forming prominent strike ridges. The sandstones occur in beds ranging in thickness from 0.3 to 20 meters, are in large part gray argillaceous very fine- to medium-grained well-sorted, cross-bedded and cross-laminated, and locally contain abundant micaceous-carbonaceous partings and numerous shale laminae.

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Some siltstones and rarely coarse-grained sandstones have been noted. A distinct type of sandstone, which is everywhere found in the Barco formation and forms a fair proportion of the sandstone content, is the so-called "sparkling sandstone." Sandstones of this type are more common in the middle and lower parts of the formation and are relatively clean fine- to medium-grained sandstones in which secondary growth of the sand grains has formed myriads of crystal faces. These faces sparkle in the sun, hence the name. Interbedded with the sandstones are shales and claystones, commonly gray or darkgray, in part silty, micaceous, and carbonaceous, and locally rich in minute siderite spherules. Brown clay-ironstone in the form of thin lenticular masses and small nodules is common. Some coal, in one or more thin beds, is generally present in the upper part of the formation. The shales and claystones normally form about one-third to half the total thickness of the formation. Locally they may form about three-fourths of the thickness, and in three wells which drilled the Barco on the Tibú anticline shales and claystones form four-fifths to eight-ninths of the formation. However, these extreme cases are not at all typical."

Se observan buenas exposiciones en el río Zulia, aguas abajo del Sitio de Presa, estratigráficamente por encima del Cretáceo Superior. Alvarado & Sarmiento (1944) las describen en esa localidad así: “Las areniscas Barco yacen bajo los estratos de Los Cuervos y su desarrollo pudo ser observado en el cauce del río; en esta parte alcanzan a un espesor de 230 metros. La parte superior de la formación está formada por areniscas compactas, duras, de grano medio a fino y de color blanco. En algunos sitios se pudo observar estratificación cruzada. Hacia su parte inferior las areniscas son menos compactas y en parte aún lajosas y están interestratificadas con capas de arcilla.”

Sobre la secuencia de areniscas mencionada, se encuentran shales grises azulosos, con aspecto escamoso y con planos de clivaje cubiertos de limolita. Presenta algunas intercalaciones de areniscas de grano fino en estratos delgados y mantos de carbón, que afloran en los taludes de las carreteras de acceso y son notables algunos socavones en explotación y otros abandonados. Estos sedimentos fueron observados por Alvarado & Sarmiento (Op. cit.) en el río Zulia, adyacentes a los de la Formación Barco, y los describen así: “... la formación Los Cuervos parece que yace concordantemente bajo las areniscas del Mirador. En su parte superior está caracterizada por areniscas de grano fino, lajosas, de color verde grisoso, interestratificadas con arcillas arenosas grises. Algunas de las areniscas muestran estratificación cruzada. La parte inferior de Los Cuervos no pudo ser observada claramente por estar cubierta por derrumbes. En esta parte sobresalen algunos espolones de areniscas grises, de grano fino, lajosas, duras, que alcanzan hasta 10 metros de espesor. Entre los bancos de arenisca deben encontrarse arcillas carbonosas grises y negras y probablemente mantos de carbón,

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que aunque no pudieron ser observados “in situ”, su presencia estaba indicada por bloques rodados de ese material. El espesor de la formación es de unos 450 metros.”

Los sedimentos descritos constituyen la Formación Los Cuervos (Ticu), siendo indiscutible su similitud con la localidad tipo, de acuerdo a Notestein et al (Op. cit.): "The formation is composed mainly of claystones and shales, with coal beds in its lower part and some sandstone beds throughout. The lower 75 meters consists of dark-gray carbonaceous shales and claystones interbedded with micaceous-carbonaceous siltstones, fine-grained sandstones, and coals. Rarely thin limestones showing cone-incone structure have been noted. The coal beds are commonly 8 to 10 in number and range in thickness from 0.1 to 2.5 meters. The usual thickness is 0.5 to 1 meter. The coals are lignitic to bituminous; the fixed carbon ratio in 22 samples ranges from 49.0 to 58.4 and averages 54.5. They constitute the major coal resource of the region. Above the coal series the Los Cuervos is made up of gray and greenish-gray in part silty and commonly sideritic claystones, the siderite occurring as spherules generally less than 1 millimeter in diameter. There are some greenish-gray argillaceous sandstones, commonly in beds less than 6 meters thick. In the lower part of the claystone sequence there is considerable shale, generally dark gray and carbonaceous, and the claystones are only slightly mottled. However, the overlying claystones, which compose the bulk of the division, are characterized by locally abundant red, yellow and purple mottling. The thin but hard sandstones of the Los Cuervos at many places form strike ridges". Las Formaciones Barco y Los Cuervos han sido agrupadas en algunos casos como Terciario Inferior (Ti).

Cronológicamente a continuación, se sitúa una secuencia arenosa, que buza hacia el Oriente. Comprende areniscas rosadas hacia la base, blancas en la parte media y superior, grano medio a grueso, textura sacaroide; a veces presentan pirita, que al oxidarse produce tonos amarillentos y rojizos en planos de estratificación y de clivaje. Algunos niveles presentan guijarros redondeados de 1-2 cm de diámetro esparcidos dentro de la arenisca. Los sedimentos de esta formacion son friables por lo cual es raro encontrar cantos rodados de ellos en los aluviones; las areniscas tienden a disgregarse con el transporte. Las características enunciadas coinciden precisamente con las descripciones de la Formación Mirador en numerosas localidades y Notestein et al (Op. cit.) la describe así: "The Mirador formation is predominantly composed of sandstones. These are pale buff to white, characteristically clean, massive, moderately hard to friable, fine- to coarsegrained, and in part conglomeratic. It contains some thin beds of gray and brownishgray micaceous shale. An interval of shale and sandy shale with a little sandstone

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commonly occurs 40 to 75 meters below the top of the formation and ranges from 10 to 70 meters in thickness. The sandstones in the lower part of the formation tend to be more thinly bedded and less clean than the bulk of the formation. The Mirador is topographically prominent, forming escarpments, ridges, cliffs, and prominent dip slopes".

A continuación cabe hacer muy breve referencia a la Formación Carbonera, que si aparece, está muy pobremente expuesta en la zona objeto del presente estudio. De ella solo se observa una mínima parte de sus niveles superiores, donde presenta arcillolita gris a amarillenta y areniscas en capas delgadas con intercalaciones carbonosas de muy poco espesor. Su espesor promedio es de 500 m (Agra Monenco, Op. Cit.).

Notestein et al (Op. cit.) describe la Formación Carbonera así: "In the Río de Oro area distinction between the Mirador and the overlying Carbonera formation is very difficult, and the top of the Mirador could not be drawn with certainty. That area is characterized by more sandstones in the section above definite Mirador and also a thickening of the combined Mirador-Carbonera formations. The formation consists of a thick series of claystones and various amounts of associated sandstones; some lignitic coals occur in its upper and lower parts. The claystones, normally the major constituent, are mostly gray with some greenish-gray and brown intervals. Red and yellow mottling is common, and siderite, both in small spherules and irregular masses a few centimeters in size, is fairly abundant. There are some dark-gray micaceous in part silty shales, particularly in the top and bottom 50 to 100 meters. The sandstones are generally in beds 5 to 10 meters thick but range up to 30 meters in thickness, and beds less than a meter thick are not uncommon. They are gray and greenish-gray, and most range from fine- to coarse-grained, but there is also a considerable amount of very fine-grained micaceous sandstone. Well sections show about 25 meters of sandstone 125 to 185 meters below the top of the formation, and sandstones are particularly well developed in the lower 125 to 250 meters of the formation. However, the bottom 10 to 75 meters consists mainly of shales. The sandstones are characteristically more argillaceous than those of the Mirador. Some thin beds of lignitic and channel coals and carbonaceous shales occur in the top and bottom 100 meters of the formation; analyses of 10 coal samples show fixed carbon ratios ranging from 30.2 to 46.6 and averaging 39.7. Scarce thin limestones have also been found in the same intervals. Approximately 100 meters below the top of the formation on the Tibú anticline, remains of a few small mollusks were found in a highly carbonaceous shale about 5 meters above a 2-meter interval of glauconitic very argillaceous siltstone. Cuttings from Socuavó No. 2 showed some glauconitic sandstone about 60 meters above the base of the formation. On the Tibú and Socuavó anticlines the extreme top of the formation is glauconitic. The glauconite indicates stages of marine to brackish-water invasion".

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Las Formaciones Mirador y Carbonera han sido agrupadas en los Mapas Geológicos como Terciario Medio (Tm). La sedimentación Terciaria posterior consta de niveles de arcillas y limolitas rojizas que afloran al Oriente de la quebrada Ocarena. En otras regiones el contacto entre estos sedimentos continentales (denominados Formaciones León y Guayabo) es una clara discordancia angular con la Formación Carbonera. Aquí, sin embargo, están limitados por la falla direccional cercana a la quebrada Ocarena. Notestein et al (Op. cit.) describe la Formación León así: "The León is composed almost entirely of gray and greenish-gray tough shales. There are rare thin beds of gray and buff sandstone with carbonaceous laminae, and the shales tend to become silty toward both the base and the top. In the Tibú-Socuavó area a thin series of buff sandstones and interbedded shales occurs near the middle of the formation. This series of sandstones is only locally developed and attains a maximum thickness of 28 meters. It has been called the Machete sandstone member".

Tanto esta última formación como la Formación Guayabo, son unidades muy pobremente definidas, con variaciones laterales, debido a su origen fluvial. Notestein et al (Op. cit.) describe la Formación Guayabo así: "Very little study of the Guayabo sediments has been made on the Concession, and subdivision of them has not been attempted. They consist in general of buff and lightgray friable sandstones, siltstones, and sandy shales; there are some light-gray, lightgreen, and mottled claystones. Lignitic coals are present in the lower Guayabo in Venezuela (Liddle, 1928, p. 336) but have not been found in outcrops on the Concession. A thin lignitic coal and carbonaceous shale was found, however, in some core holes drilled near the Río Socuavó del Norte, and the coal is in either the lower part of the Guayabo or top part of the León shale. The most complete section measured on the Concession is that in Quebrada León. From the base up it shows (1) 186 meters of buff and gray sandy shales and friable sandstones, (2) 181 meters of light-gray, light-green, and Fausto-type mottled claystones and sandy claystone, with some gray and buff sandstone, and (3) 436 meters of buff and gray friable sandstones and locally mottled claystones".

Tanto la Formación León como la Formación Guayabo son fácilmente distinguibles del Terciario Inferior y Medio por ser sedimentos oxidados de colores rojizos o verdes, y por presentar arcillas caoliníticas, abigarradas y láminas de yeso. En el Mapa Geológico Regional han sido agrupadas como Terciario Superior (Ts).

2.1.2.3

Cuaternario

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Los sedimentos cuaternarios están conminados a los fondos de los valles fluviales principales (Qal) y localmente a manera de coluviones (Qc) en las partes inferiores de las vertientes. Existe una mayor cantidad y magnitud de depósitos Cuaternarios relacionados a las rocas de edad Terciaria y en particular cuando éstas están afectadas por tectonismo. En el río Zulia los depósitos aluviales corresponden a los aportes de quebradas o de corrientes menores que el río posteriormente redistribuye. Aguas abajo de la confluencia de la quebrada Ocarena con el río Zulia, fuera de la zona del Proyecto, estos sedimentos aluviales se amplían considerablemente, creando una planicie extensa. Las terrazas (Qt) son principalmente efecto de conos de deyección de las corrientes laterales, que han sido disectadas por el río Zulia. Los depósitos de talus (Qta) obedecen a la acumulación de fragmentos líticos sobre las laderas escarpadas. En general, tanto los estratos Cretáceos como los Terciarios han sido en mayor o menor forma afectados por meteorización, produciendo un perfil de suelos residuales y roca meteorizada de espesor variable.

2.1.3

Estructuras Geológicas

Como se mencionó inicialmente, la región estudiada corresponde a la terminación Septentrional de la Cordillera Oriental, con un sistema predominante de fallas direccionales N-S (ver mapa tectónico). El área de interés del Proyecto, predeciblemente, está enmarcada por dos fallas N-S relacionadas a la tectónica regional. En el bloque así delimitado, se observan dos sistemas conjugados, ortogonales entre sí: uno de dirección NE y otro de dirección NW. Estos sistemas muy probablemente se reconocen en el área de interes, y son efecto de las fallas de rumbo enmarcantes, y su desplazamiento es generalmente local. El curvamiento de la falla a lo largo de las quebradas La Chorrera y Aguadulce corresponde a la expresión en superficie de un plano local inclinado (ver Mapa Geológico Regional, Esc. 1:25000).

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El eje del anticlinorio que constituye la estructura principal del área estudiada, está localizado hacia el costado occidental del bloque tectónico y tiene una dirección general NNE. Por lo tanto, se ha generado un diaclasamiento sistemático de dirección general paralela al pliegue principal, debido a la distensión que ocurre en una estructura de esta naturaleza. Los sedimentos del Terciario Superior, más allá de la falla oriental, conforman un monoclinal aparentemente no relacionado a las estructuras del bloque de interés.

2.2

Local 2.2.1

Relieve

La cota máxima promedio en el área estudiada es de 800 m.s.n.m. El cauce del río se encuentra entre 350 m.s.n.m. en el Sitio de Presa y 260 m.s.n.m. en la confluencia de la Quebrada Ocarena. El valle del río Zulia es de tipo juvenil y está conformado por laderas con pendientes muy fuertes, ligeramente atenuadas por acumulaciones coluviales angostas, que eventualmente alcanzan el nivel del río. Las pendientes transversales del valle son más acentuadas en el Sitio de Presa y en los alrededores de la Casa de Máquinas. En el segmento intermedio entre esas dos localidades, y relacionado a rocas más blandas, las pendientes en general son más tendidas, aunque localmente, como consecuencia de la erosión hídrica vertical, se observan una serie de zanjones y canales fluviales bastante profundos. El ancho del valle (entre cimas) puede llegar a tener unos 3 km.

2.2.2

Litología

Como se menciona en el Literal 2.1, el macizo rocoso dentro del cual se plantea el esquema de obras del Proyecto, está constituido integramente por la secuencia de rocas sedimentarias de la Cuenca Tibú-Cúcuta-Pamplona, de edad que oscila entre el Cretáceo Medio y el Terciario Superior. Las rocas cretáceas son de orígen marino y están representadas por areniscas, a veces calcáreas, margas, shales y cherts calcáreos, en ocasiones

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fosfáticos. De más antigua a más joven, se presentan allí las Formaciones Mercedes, Aguardiente, Capacho, La Luna y estratos indiferenciados del Cretáceo Superior. Las rocas terciarias son de orígen continental a litoral, y constan de areniscas cuarzosas a arcillosas, arcillolitas y es frecuente la presencia de carbón en estratos medianos a delgados. De la base al techo aparecen las Formaciones Barco, Los Cuervos, Mirador, Carbonera, León y Guayabo. Sedimentos recientes son frecuentes aguas arriba de la angostura del Sitio de Presa, a manera de terrazas y aluviones; y aguas abajo de la confluencia de la Quebrada Ocarena, donde inmediatamente el valle se explaya y el río Zulia establece una amplia llanura aluvial. En la parte montañosa de influencia del Proyecto, además de los citados depósitos coluviales se encuentran pequeños conos de deyección provenientes de algunos afluentes del río principal.

2.2.3

Estructuras

La estructura principal en la zona de influencia del Proyecto corresponde a un pliegue anticlinal, cuyo eje tiene rumbo N-S. El núcleo de esta estructura ha sido disectado transversalmente por el río Zulia y coincide con la angostura escogida para localizar el Sitio de Presa. Este pliegue se encuentra truncado por una falla que se encuentra inmediatamente aguas arriba del citado núcleo, siguiendo el trazo del río Zulia y su prolongación en la quebrada Aguafría. El flanco oriental del pliegue anticlinal está constituido por toda la secuencia cretácica-terciaria antes mencionada. La extensión hacia el norte de la citada estructura anticlinal se aprecia a lo largo del río Peralonso, en la carretera que conduce de Cornejo a Santiago. Relacionadas a la estructura principal se han identificado algunas fracturas tectónicas con desplazamientos locales, que seguramente obedecen al ajuste del macizo rocoso ante el tectonismo ocurrido. Estratigráficamente, es significativa la falla que pone en contacto el Cretáceo con el Terciario, pero la falla al oriente del pliegue anticlinal, que sigue el trazo del valle del río Zulia y se proyecta al norte, fuera del área de estudio en la quebrada Ocarena, manifiesta una mayor magnitud en el ancho de zona tectonizada y consecuentemente en cataclasis de la masa rocosa. Otras fallas menores se han identificado como consecuencia desplazamientos locales en las diferentes formaciones estratigráficas.

de

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2.2.4

Geodinámica

En general, en el valle del río Zulia, en el tramo de influencia del proyecto, no se registran actualmente procesos acentuados de tipo degradacional. Evidencias de actividades de este tipo en el pasado, sin embargo, se pueden observar en la magnitud de los sedimentos del río Zulia, aguas abajo de la confluencia de la Quebrada Ocarena. Además, son evidentes los rasgos morfológicos que indican erosión hídrica vertical. Aún así, la mayoría de ellos se encuentran cubiertos por vegetación, lo que indica que no han tenido actividad reciente. Esto es notorio para los conos de deyección disectados por el río Zulia y que conforman sutiles terrazas, ligeramente inclinadas hacia el cauce. La región ha sido clasificada como de alto riesgo tectónico (Presidencia de la República de Colombia, 1984), y la profunda erosión que se produjo a lo largo del Macizo de Santander, aguas arriba de la zona del Proyecto, seguramente está asociada a este fenómeno.

3.

GEOTECNIA 3.1

Investigaciones Realizadas

El programa de investigaciones geológicas y geotécnicas estuvo orientado al conocimiento de los macizos rocosos involucrados. Para tal propósito se utilizaron imágenes de sensores remotos (radar, escala 1:100.000 y satélite, escala 1:300.000) y fotografías aéreas convencionales

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(escalas 1:25.000 y 1:5.000). La interpretación geológica de dichas imágenes fue proyectada sobre planchas topográficas en escalas 1:25.000, 1:5.000 y 1:1.000 y se efectuó su correspondiente verificación en el terreno. Las investigaciones del subsuelo se concentraron en las principales obras proyectadas y allí se perforaron un total de siete sondeos mecánicos de rotación y recobro constante (Cuadro 1.) Cuadro 1. RESUMEN DE TRABAJOS DE PERFORACION SONDEO

BH-1 BH-2 BH-3 BH-4 BH-5 BH-7 BH-9

PROFUNDIDAD (m)

65.00 65,00 100,00 50,00 40,00 60,00 50,00

POSICION

30° 30° 0° 0° 0° 0° 0°

LOCALIZACION

N 864.249,95 864.306,224 864.189,462 864.420,54 864.407,31 864.182,045 867.157,806

E 752.804,95 752.795,297 752.817,742 752.770,00 752.574,77 752.662,786 758.461,574

LOCALIZACION

PRESA PRESA PRESA PRESA TUNEL TUNEL CASA DE MAQUINAS

ENSAYO S LUGEON

7 7 13 6 NO 5 5

Las perforaciones realizadas tuvieron como finalidad la caracterización del macizo rocoso, con el propósito de determinar su resistencia, capacidad portante, permeabilidad y propiedades mecánicas en general. Los registros de perforación, las fotografías de las cajas de los núcleos, los resultados de los ensayos de permeabilidad tipo Lugeon, los análisis petrográficos de cuatro muestras de la Perforación BH3 y los resultados de los ensayos de compresión simple de las perforaciones del Sitio de Presa, se presentan en sus correspondientes anexos.

3.2

Sitio de Presa

La angostura escogida para el Sitio de Presa está ubicada aguas abajo de la confluencia de la quebrada Aguafría sobre el río Zulia, en la cota 350 m.s.n.m. El área de interés está conformada por rocas del Grupo Uribante y en particular por las Formaciones Mercedes y Aguardiente. Estas rocas se encuentran constituyendo el núcleo de un pliegue anticlinal, y por lo tanto es frecuente la presencia de discontinuidades de tipo tectónico.

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La fracturación de la masa rocosa se refleja en un diaclasamiento de espaciamiento cercano, con disposición normal a la estratificación, es decir, en forma de abanico transversalmente al eje del pliegue. Dicha disposición está asociada al plegamiento y al relajamiento producido por la posterior erosión vertical de la angostura. Los recobros de las perforaciones BH1, BH2 y BH3 son en general buenos, con varios tramos por encima de 80%. No así en BH4, cuyo recobro es menor al 70%, o en BH5, en que es menor de 40%. El RQD para todas las perforaciones oscila generalmente entre 0% y 50%. La geometría de las paredes rocosas que conforman la angostura tienen pendientes muy fuertes, lo que permite deducir que el severo diaclasamiento está dispuesto en direcciones favorables a la estabilidad y por lo tanto no se observan procesos acentuados de desprendimientos de cuñas de roca. Procesos degradacionales en estas laderas parecen estar más relacionados a angostos zanjones que fueron afectados en el pasado por erosión hídrica. La masa rocosa que quedará en contacto directo con la presa corresponde a una alternancia casi transicional entre shales y areniscas con contenido variable de carbonatos y arcillolita de la Formación Mercedes que constituye el nucleo anticlinal. Por encima de este nivel litológico y conformando el cierre del citado núcleo anticlinal, se observa una gruesa secuencia de bancos de arenisca cuarzosa de textura sacaroide, con cemento silíceo, a veces conglomerática (con granos gruesos de glauconita y shale muy duro), de la Formación Aguardiente. Los resultados obtenidos en los ensayos de compresión simple y la disposición geométrica del diaclasamiento de la masa rocosa indican condiciones adecuadas de capacidad portante para la estructura proyectada. La meteorización sobre estas rocas es reducida y se manifiesta con la decoloración y manchas de óxido sobre los planos de diaclasamiento dispuestos cerca de la superficie del terreno. El espesor máximo observado en las perforaciones es de 12 m en BH4. Este proceso está íntimamente relacionado con la fracturación que se genera por el relajamiento que ha sufrido la masa rocosa cuando se conformó la angostura. El fondo del cauce del río Zulia fue investigado por medio de las perforaciones BH1 y BH2, las cuales permiten deducir que el relleno de suelos aluviales y coluviales no sobrepasa los 6 m. La ladera que corresponderá al estribo izquierdo de la presa muestra una mayor presencia de suelos coluviales y de talus con espesores hasta de 7 m de espesor. En la margen derecha la ladera rocosa escarpada indica una reducida presencia de suelos de esta naturaleza

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3.3

Túnel de Conducción

El corredor estimado para el túnel de conducción ha sido localizado en el costado derecho del valle del río Zulia, y tiene una longitud de algo más de 7 km. El portal de entrada se ha localizado en la cota 425 (+/-20) m.s.n.m. sobre una ladera rocosa de areniscas de la Formación Aguardiente. La Casa de Máquinas y entrega de aguas al río Zulia se encuentra en la cota 270 (+/-5) m.s.n.m. aproximadamente. Se dispone transversalmente al flanco oriental del pliegue anticlinal, y por lo tanto cruzaría toda la columna estratigráfica descrita. Como puede observarse en el Mapa Geológico del Area del Proyecto, Escala 1:10.000, y en la seccion geológica AA’, ésta obra subterranea quedara comprendida en rocas sedimentarias del Cretáceo y Terciario. Cruzando algunas fallas tectónicas. El tunel se ha sectorizado en cinco tramos; a saber: Tramo No. 1. Esta comprendido entre el rio Zulia y la quebrada de la Hacienda la Union cruza estratos de las Formaciones Mercedes y Aguardiente, muy comprimidos por efecto de la estructura anticlinal, cuyo núcleo atraviesa. Como se ha dicho anteriormente, esta masa rocosa, compuesta principalmente por areniscas, esta altamente diaclasada y contiene shales carbonosos y calcáreos. Tramo No. 2. Desde la quebrada que desciende desde la Hacienda la Union hasta aproximadamente unos 900m aguas abajo, el alineamiento se dispone transversal al rumbo de la estratificación, para luego continuar subparalelo hasta cruzar la falla que sigue el trazo de la quebrada la Chorrera. En este tramo se cruzan las Formaciones Capacho y La Luna, ambas del Cretaceo Medio, con buzamiento constante hacia el oriente. Esto puede implicar una posible comunicación de niveles acuíferos entre la superficie del terreno y la excavación subterránea. El Capacho, con un espesor aproximado aquí de unos 350 m, contiene una serie de shales calcáreos en los que se intercalan bancos de caliza. La Formación La Luna consta de cherts calcáreos algo fosfáticos de color negro, en estratos delgados duros y quebradizos. Tramo No.3. A partir del cruce de la quebrada la Chorrera y hasta la falla que coloca en contacto a las rocas del Cretaceo y Terciarío, el túnel quedará emplazado en su totalidad en rocas del Cretáceo Superior (Formaciones Colón, Mito Juan Y Catatumbo), consistentes en shales arcillosos y carbonosos blandos y por lo tanto de comportamiento mecánico plástico.

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Tramo No. 4. Este tramo comprende el cruce de la Formación Barco (Tib) donde aparecen estratos de areniscas cuarzosas relativamente duras, seguramente poco diaclasadas, en bancos gruesos con interestratificaciones locales de arcillolita, principalmente hacia la base. Tramo No. 5. Aquí el alineamiento seguramente cruza estratos de la Formación Los Cuervos los cuales conforman el último tramo del alineamiento del túnel. La disposición del túnel, sigue por debajo de un filo rocoso transversal a los planos de estratificación. La aproximación del alíneamiento hacia la Casa de Máquinal implica un giro, y por lo tanto de allí en adelante sigue paralela al rumbo. La Formación Los Cuervos está formada por areniscas arcillosas friables y arcillolitas grises y negras con mantos de carbón. El túnel cruzará algunas fallas de poco desplazamiento, que han dislocado localmente los estratos antes mencionados. 3.4

Túnel de Desviación

Se ha proyectado construirlo en el lado derecho del río Zulia con un portal de entrada en las cercanias de la perforacion BH-7. Sus condiciones geológico – geotécnicas coinciden con las del primer tramo del túnel de conducción, es decir, cruza estratos de las formaciones Aguardiente y Mercedes que se encuentran muy comprimidos por efecto de la estructura anticlinal que atravieza, situación que se ve reflejada en un fuerte diaclasamiento

3.5

Casa de Máquinas

Está situada en la margen derecha del río Zulia, a la cota 271 (+/-5) m.s.n.m., en el último filo rocoso antes de entrar al amplio valle aluvial del río. El sitio escogido corresponde al extremo de un extenso lomo rocoso que va desde la cota 600 m.s.n.m. hasta el nivel del río. Dicho nivel rocoso consiste del resalte producido por un banco de 12 a 14 m de espesor de arenisca de la Formación Los Cuervos, enmarcado por niveles blandos de arcillolita. Cabe anotar que la Formación Los Cuervos consiste principalmente de arcillolitas y shales con algunos mantos de carbón, en que los niveles de arenisca producen expresiones morfológicas a manera de crestas, mientras que los niveles arcillosos producen "valles" o vaguadas, los cuales sirven como receptores de

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los materiales erodados, formando coluviones, algunos de ellos de varios metros de espesor y con estabilidad precaria. La meteorización es bastante más intensa en los niveles de arcillolita que en los de arenisca. El proceso degradacional más importante se inicia con la fácil y rápida remoción de los niveles de arcillolita, que tienen características plásticas, seguido por el desprendimiento de bloques de los niveles de arenisca, que son más quebradizos a pesar de su matriz arcillosa. El emplazamiento de la explanación para la Casa de Máquinas en el sitio escogido, implica la excavación de un talud de por lo menos 30 m de altura, cuya base intencionalmente coincide con el mencionado filo rocoso a nivel del río y cuyas dos terceras partes superiores excavarán arcillolitas blandas, meteorizadas, y su correspondiente cobertura coluvial.

4.

MATERIALES DE CONSTRUCCION

La investigación sobre este tema consistió en la ejecución de 17 apiques (ver detalle en el Cuadro 2) enfocados a la búsqueda de agregados gruesos y arenas para concreto, y materiales impermeables para las ataguías. Por su limitado alcance, dicha investigación solo permite identificar zonas de explotación potencialmente atractivas, sin suministrar mayor informacion sobre volumenes útiles. Precisar las reservas explotables requerirá de una más compleja investigación que incluya numerosas perforaciones profundas. CUADRO 2. RESUMEN DE APIQUES

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APIQUE No.

MATERIAL

1

ARENISCA ORTOCUARCITA FORMACION AGUARDIENTE

2A

ARENISCA ORTOCUARCITA FORMACION AGUARDIENTE

3

MATERIAL IMPERMEABLE DE ORIGEN COLUVIAL

4

MATERIAL IMPERMEABLE DE ORIGEN COLUVIAL

5

MATERIAL IMPERMEABLE DE ORIGEN COLUVIAL

6

MATERIAL IMPERMEABLE DE ORIGEN COLUVIAL

7

MATERIAL IMPERMEABLE DE ORIGEN COLUVIAL

8

MATERIAL IMPERMEABLE DE ORIGEN COLUVIAL

9

CANTOS RODADOS (IGNEOS, VOLCANICOS Y SEDIMENTARIOS) DE LOS ALUVIONES DEL RÍO ZULIA

10

CHERT DE LA FORMACION LA LUNA

11

CHERT DE LA FORMACION LA LUNA

12

CHERT DE LA FORMACION LA LUNA

13

ARENAS ALUVIALES

14

ARENAS ALUVIALES

15

ARENAS ALUVIALES

16

ARENAS ALUVIALES

17

ARENAS ALUVIALES

4.1

Agregados para Concreto

Tres fuentes posibles de agregados para concreto fueron consideradas inicialmente:

4.1.1 Cherts Calcáreos de la Formación La Luna.

Su extensión serpenteante alrededor del Sitio de Presa y su expresión morfológica son muy evidentes en toda la región estudiada. El espesor y

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extensión lateral de esta formación permite suponer reservas geológicas muy superiores a las requeridas. El sitio más atractivo desde el punto de vista de demanda es la ladera inmediatamente por encima del Sitio de Presa, en los alrededores de la Hacienda La Unión, donde existen numerosos afloramientos de los cherts. Allí se excavó el Apique No. 10 y de él se extrajo una muestra representativa de 50 kg, despreciando la cubierta meteorizada. De esa muestra se hicieron ensayos de desgaste, reactividad a los álkalis, solidez, gravedad específica y absorción, los cuales se presentan en el Anexo 4. Un segundo sitio explorado fue la Balastrera La Vega, en el carreteable que parte de la vía principal (Santiago-Salazar) hacia las Haciendas Cuchillas y La Vega. Existe allí una balastrera de explotación esporádica para reparación de las vías locales, de donde se extrajo una muestra fresca (Apique No. 11), a la cual una vez más se le hicieron ensayos de desgaste, reactividad a los álkalis, solidez, gravedad específica y absorción, los cuales se presentan en el Anexo 4. Los cherts de la Formación La Luna tambien afloran en la Balastrera Puente Gómez, esporádicamente aprovechada para uso local, unos 2 km de Santiago en la bifurcación de la vía que conduce a Salazar y a Gramalote respectivamente. De esta balastrera se extrajo otra muestra (Apique No. 12) y los respectivos ensayos que de ella se hicieron se presentan en el Anexo 4. Por informaciones de habitantes de la zona, es de creer que ambas balastreras fueron utilizadas en la pavimentación de las mencionadas carreteras. Los resultados de los ensayos de laboratorio confirman la suposición inicial que estos materiales son muy uniformes, con algunas variaciones menores para los cherts de Puente Gómez, y en general aptos para su uso como agregados gruesos. Sin embargo, una anomalía destacada es su reactividad a los álkalis, que los clasifica como "potencialmente dañinos".

4.1.2 Areniscas de la Formación Aguardiente Otras fuentes posibles de agregados para concreto están constituidas por los bancos de arenisca de la Formación Aguardiente en los alrededores del Sitio

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de Presa. Las laderas que respaldan el núcleo del anticlinal allí están constituidas por areniscas cuarzosas silico-cementadas (pseudo-cuarcitas), muy duras, que constituyen extensas laderas rectilíneas cercanas a las perforaciones BH5 y BH7. BH7 en particular, atravesó en su totalidad (60 m) dichas areniscas. Las reservas geológicas de este material son muchas veces superiores a las requeridas. De estas areniscas se extrajeron dos muestras representativas: la primera en el Apique No. 1, situado en cercanías de la Perforación BH5, unos 25-30 m por encima topográficamente; y la segunda en el Apique No. 2A, situado unos 80100 m aguas abajo de la Perforación BH2, en un excelente afloramiento allí existente. De ambos apiques se extrajeron muestras representativas frescas y se les efectuó ensayos de desgaste, gravedad específica y absorción, cuyos resultados se presentan en el Anexo 4. No se consideró necesario hacer ensayos de reactividad a los álkalis y solidez, pues se trata de una arenisca ortocuarcítica cuyas propiedades físicas y químicas son obvias. Las caracteristicas de esta arenisca deducidas de los ensayos de laboratorio la situan como una buena opción con respecto a la produccion de agregados gruesos para el proyecto.

4.1.3 Aluviones de las Cercanías de Puente Ospina Una tercera opción, menos atractiva, son los cantos gruesos de ígneos, volcánicos y sedimentarios provenientes del Macizo de Santander que se observan en los aluviones del acceso derecho del Puente Ospina, actualmente en construcción. Por contraste a las fuentes anteriormente descritas, la utilización de estos cantos implicaría procesos costosos para separarlos de su matriz, sin tener en cuenta su distancia al Sitio de Presa y que los volúmenes observados no parecen satisfacer las necesidades requeridas. Sin embargo, no debe descartarse la posibilidad de su utilización para la producción de concretos lanzados para revestimiento de la porción oriental del túnel de conducción. Aún así, de estos cantos rodados se extrajo una muestra proveniente del Apique No. 9, a la cual se le hicieron ensayos de desgaste, reactividad a los álkalis, solidez, gravedad específica y absorción, los cuales se presentan en el Anexo 4. Sus resultados los clasifican como en general aptos para su uso como agregados gruesos. Sin embargo, su reactividad a los álkalis los muestra como "potencialmente dañinos".

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4.2

Arenas

Diferentes de arenas provenientes de trituración de rocas, en la región estudiada no abundan los depósitos de arena aluvial. Inicialmente se pensó en dos posibilidades: (1)

Los aluviones activos del río Zulia en los alrededores de los Puentes Ospina y el lecho de la quebrada Ocarena, donde actualmente se observan extracciones artesanales en ambos sitios.

(2)

Los depósitos aterrazados que corresponden a conos de deyección actualmente disectados por la quebrada Ocarena y el río Zulia, cuyo origen es el mismo que el de los aluviones activos.

Los volúmenes observados de aluviones activos, ya en detalle, se reducen al cauce del río en un corto trecho localizado entre los dos puentes. Además, una vez iniciada la construcción del Proyecto, el río solamente podrá acarrear parte del volumen de arenas que actualmente arrastra para renovar estos aluviones. Todo esto indica que los volúmenes económicamente explotables serían muy pequeños. Los depósitos aterrazados tienen una extensión aproximada de 10 Has. y posiblemente puedan extenderse algo más si se tiene en cuenta su delgada prolongación hacia aguas arriba de la quebrada Ocarena. Sin embargo, el Apique No. 15 mostró exclusivamente arcillas provenientes de la erosión que ha actuado sobre la ladera topográficamente superior (arcillolitas de la Formación Los Cuervos afectadas por una falla regional). Estos resultados dejan abierta la posibilidad de que la arcillolita cubra terrazas arenosas, pero mientras esto no pueda probarse, es preferible pensar que el área de terrazas arenosas no se extiende por más de 5 Has. En la superficie de estas terrazas se excavaron 5 apiques: los Nos. 14 y 17 en la margen izquierda de la quebrada Ocarena y los Nos. 13, 15 y 16 en la margen derecha. De todos estos apiques se extrajeron muestras representativas y a ellas se les hicieron ensayos de granulometría para determinar si su contenido de finos justificaba ensayos posteriores. Los resultados de dichos ensayos, que se incluyen en el Anexo 4, sugieren que para considerar la posibilidad de utilizarlos como arenas aptas para la producción de concretos, sería necesario emplear procesos de lavado con recirculación de aguas, lo que no parece justificarse, ni siquiera si sus costos fueran menores que los de la producción de arenas por trituración.

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4.3

Material Impermeable

Para la búsqueda de materiales impermeables se excavaron 6 apiques en depósitos coluviales localizados así: 3 en los coluviones de la Hacienda La Vega (Nos. 3, 4 y 5) y 3 en los coluviones del área cercana a la Casa de Máquinas (Nos. 6, 7 y 8). Los ensayos de humedad, límites de Attemberg, granulometría, hidrómetro y Proctor Standard a que fueron sometidas las muestras de allí extraidas (Ver Anexo 4) muestran características de impermeabilidad, pero con una amplitud de rangos tal que obliga a caracterizar los coluviones con mucho más detalle, a fin de seleccionar las áreas más prospectivas.

5.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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