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UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO BOLÍVAR
ESCUELA CIENCIAS DE LA TIERRADEPARTAMENDO DE GEOLOGIA
AREA DE SEDIMENTOLOGIA
ABANICOS ALUVIALES
Profesor: Bachiller:Argenis Rodríguez Jesús Rodríguez
CI: 19. 297. 349
Ciudad Bolívar, Noviembre de 2009
INDICE
INTRODUCCION
Los abanicos aluviales son formaciones terrestres de inclinación leve en forma
de cono o abanico creada en el transcurso de miles a millones de años por la
deposición de sedimento erosionado en la base de las cordilleras de montañas. Los
abanicos aluviales se pueden reconocer fácilmente en ambientes áridos a semiáridos
como en los Estados Unidos occidentales; no obstante, pueden darse en ambientes
más húmedos, incluso, en la costa norte de Venezuela. Los abanicos aluviales pueden
ser altamente activos, donde las inundaciones y los flujos detríticos pueden ocurrir
por episodios en cualquier punto de la superficie del abanico. Otros son menos
activos, donde el levantamiento y el asentamiento tectónicos han canalizado los flujos
de manera tal que gran parte del abanico no se afecta durante las inundaciones.
Los conos aluviales se forman al pie de una pendiente o declive fuerte donde
hay un cambio abrupto en la inclinación de la corriente. Los canales erosionados en la
superficie del cono radian del ápice hasta las puntas del abanico, generalmente con un
patrón entrelazado. Sedimentos del área de drenaje de la cuenca se esparcen por estos
canales y sobre el cono. Durante las crecientes fuertes la erosión toma lugar cerca del
ápice de los canales y la deposición comienza cuando el agua baja. El material que ya
fue depositado en una oportunidad vuelve a ser levantado y luego es redepositado
más cerca de las puntas del abanico.
Los peligros naturales principales en los abanicos aluviales son las
inundaciones y los flujos detríticos generados mayormente por eventos de lluvia
intensa y prolongada. Las inundaciones, por lo general, ocurren con poco o ningún
aviso; se mueven a gran velocidad y tienen una gran capacidad de transportar
sedimento.
Los abanicos aluviales pueden tener un interés económico como acuíferos más
o menos bien desarrollados. En casos esporádicos también pueden constituir un buen
grupo de rocas almacén para hidrocarburos. Es por algunas de esas razones por lo que
de un tiempo a esta parte ha surgido una gran cantidad de artículos científicos que se
han ocupado del estudio de las características principales de los abanicos aluviales.
Abanicos Aluviales
Los abanicos aluviales, tal como han sido descritos en la literatura científica
usual, corresponde a unos cuerpos sedimentarios de acumulación de materiales con
unas dimensiones generales que varían desde métricas hasta hectométricas y
kilométricas que se hallan caracterizados por tener una morfología conoidal muy
característica. Esta corresponde a una disposición cartógrafica que, en el mejor de los
casos, muestra un aspecto de abanico o de cono proyectado sobre un plano más o
menos horizontal. Recuerda en gran manera a la disposición planimétrica de la letra
griega “delta”. Esta forma es muy similar a los otros cuerpos de acumulación
sedimentaria, como son los Deltas y los Abanicos submarinos de aguas profundas
(Deep- Sea Fans).
Los abanicos aluviales se caracterizan por hallarse localizados en zonas donde
existe una ruptura de pendiente importante durante su período sedimentario. En su
constitución destacan en gran manera los minerales depositados bajo condiciones
subaéreas en un medio sedimentario continental. Los abanicos aluviales representan,
desde el punto de vista de los procesos sedimentario, una función genérica tanto de la
energía como de la intensidad con la que actúan los diversos procesos sedimentarios
que han constituido el grueso del depósito general.
Así, los abanicos aluviales corresponden a cuerpos sedimentarios tanto a
rupturas generales de pendiente como a variaciones significativas del gradiente local
y general. Todo esto condiciona la intensidad, la dirección y sentido, y energía con la
que actúa los diversos procesos sedimentarios responsables de la constitución
específica de los abanicos aluviales.
Los abanicos aluviales mejor estudiados no se hallan directamente asociados a
condiciones geográficas determinadas y a regímenes de descarga acuosa bastante
característicos.
En los primeros estadios del desarrollo del estudio de los abanicos aluviales,
éstos se asociaron a determinadas características climáticas y ello fue debido a que la
mayoría estaban descritos en zonas actualmente áridas o semiáridas donde las
pequeñas dimensiones de los cuerpos así como su geometría muy vistosa
favorecieron ese tipo de estudios. Estos abanicos habían sido formados en períodos
actuales y subactuales en los que existían casi las mismas condiciones climáticas que
en la actualidad. Por tanto esas condiciones climáticas se consideraron típicas para la
formación de los abanicos aluviales y, por generalización, siempre que se estudiaban
abanicos aluviales, estos debían corresponder a unas condiciones climáticas áridas y
semiáridas.
Otro aspecto interesante por lo que hace referencia a las cuestiones climáticas
lo constituye el tipo e intensidad de la descarga acuosa. De esta manera y por
contraposición con los abanicos, antes mencionados denominados “áridos”, se
propuso la existencia de otros tipos de abanicos denominados “húmedos”. En éstos la
descarga acuosa en vez de ser espasmódica como en los anteriores, correspondía a
una descarga continuada en el tiempo, perenne o semiperenne, que posibilitaba una
buena selección del material terrígeno, una buena ordenación relativa del mismo, así
como un alargamiento en cuanto a las dimensiones radiales y longitudinales de los
abanicos. También su área de influencia se veía aumentada en gran manera, siendo
los abanicos denominados “húmedos” de mayores dimensiones que los denominados
“áridos”.
Además se han estudiado los abanicos aluviales situados en zonas glaciales y
periglaciales y se ha observado una constancia en cuanto a las formas de
acumulación, típicas de los abanicos, independientemente del tipo de clima
imperante, por lo que se ha convenido que el factor climático, aún siendo importante,
no es determinante con respecto a los abanicos aluviales.
El interés reciente por los depósitos de abanicos aluviales estriba en que al ser
una zona de diversificación del flujo, cuándo este ha perdido su encajamiento, se
producen diversos fenómenos de disipación de energía que se traducen en
acumulaciones hidráulicas de minerales pesados, algunos de los cuáles pueden ser de
interés económico, como el oro por ejemplo (Vos, 1975). Además como que los
cuerpos de los abanicos aluviales se han constituido mediante el apilamiento vertical
y lateral de áreas sedimentariamente activas alternando con otras inactivas, es decir,
mediante la alternancia de tramos terrígenos gruesos y de tramos terrígenos fijos
(ocasionalmente lutitas), existe también una alternancia de tramos potencialmente
permeables con otros potencialmente impermeables. Es por eso que los abanicos
aluviales pueden tener un interés económico, también, como acuíferos más o menos
bien desarrollados. En casos esporádicos también pueden constituir un buen grupo de
rocas almacén para hidrocarburos. Es por algunas de esas razones por lo que de un
tiempo a esta parte ha surgido una gran cantidad de artículos científicos que se han
ocupado de la moría de las características principales de los abanicos aluviales.
Características generales
En este apartado haremos referencia sobre todo a las características
morfológicas diferenciadoras de los abanicos aluviales con respecto a otros sistemas
sedimentarios similares.
1. Morfología
La forma general de un abanico aluvial individual es muy parecida a la de un
cono con el vértice en el ápice. Tanto su geometría planimétrica como sus
dimensiones reflejan un cierto equilibrio entre los diversos factores que inciden sobre
el abanico. Entre estos destacan la litología, el tipo de superficie y de pendientes
principales, así como la cobertura vegetal de la cuenca de drenaje que es la que en
gran medida va a ser la suministradora de los materiales terrígenos que constituirán el
abanico. También influyen en gran manera el gradiente de canal principal
suministrador de detritus, el tipo y calidad de las descargas acuosas, el régimen
climático, la incidencia de los movimientos tectónicos y la geometría de la cuenca de
deposición. (Fig. 1.0).
Fig. 1.0 Esquema vertical de un abanico idealizado y con caracteristicas de baja eficacia de transporte. 1. Zona de cabecera. 2. Zona del cuerpo del abanico. 3. Zona
de pie del abanico. Las partes mas alejadas muestran un paso gradual a otros sistemas.
A modo de ejemplo podemos citar el hecho de que si se produce una
subsidencia diferencial de la cuenca de sedimentación en el sentido de aumentar su
velocidad, se produce un descenso del nivel de base que se traduce, por ejemplo a
nivel del abanico aluvial en el encajamiento del canal principal hasta zonas más
lejana que las precedentes de equilibrio. El resultado final es el crecimiento de un
pequeño cono localizado en las zonas distales del antiguo abanico.
Por otro lado, si se produce una elevación rápida por efectos tectónicos del
frente montañoso en contacto con la cabecera del abanico, esto puede ocasionar la
segmentación del abanico con la aparición de un sector sedimentariamente activo
localizado justo en la zona apical del abanico previo. Estos dos supuestos son muy
esquemáticos, ya que en realidad habría que considerar las diferencias de velocidades
de ascenso y descenso, así como la velocidad de encajamiento del canal principal con
respecto a la tasa de erosión, etc.
Los perfiles radiales de un abanico aluvial simple acostumbran a ser cóncavos,
mostrando alguna variación de tipo convexo cuando en la historia sedimentaria del
abanico han intervenido factores tales como un levantamiento rápido y competitivo
del área fuente, etc. Por otro lado el perfil transversal muestra una convexidad
característica (Fig. 1.1). La pendiente general varía entre los 5° y 10° en la zona de la
cabecera hasta los 1°-2° en la zona del pie para los abanicos aislados actuales
generados en zonas áridas. Los que se han generado mediante el concurso de
corrientes predominantemente tractivas acuosas son por lo general de un mayor
tamaño y sus pendientes se reducen a valores del orden de 3°-5° en la parte de la
cabecera hasta valores de 1° y aún menores en la zona del pie. También se halla
relacionado con esto la distribución a gran escala de las granulometrías. Así, por lo
general, las granulometrías mayores se encuentran situadas en las inmediaciones del
ápice, en la cabecera, mientras que las granulometrías más finas se hallan localizadas
hacia las zonas más alejadas o marginales a los abanicos aluviales (Figs. 1.1 y 1.2).
Fig. 1.1 El abanico muestra un perfil radial claramente cóncavo, mientras que el perfil transversal es marcadamente convexo. Los sedimentos mas gruesos se hallan
localizados en la zona de cabecera, los más finos se hallan localizados hacia la zona del cuerpo del abanico
Fig 1.2. Distribución granulométrica y relacion de las pendientes de un abanico aluvial de baja eficacia de transporte.
Los abanicos actuales, desarrollados en zonas áridas, muestran que han sido
formados mediante los materiales aportadas por un cañón que procedente del área
fuente sale del frente montañoso, pierde el encajamiento y por tanto deposita los
materiales transportados (Fig. 1.3). Unas de las características más vistosas de estos
abanicos es que el canal principal se halla encajado en la zona de la cabecera del
abanico. Como que, además, ese canal principal tiene un gradiente menor que el de la
superficie del abanico, los dos se cortan en un lugar llamado punto de intersección.
Este punto de intersección no se mantiene inmóvil y su posición relativa viene
controlada por la importancia relativa de los procesos de cursos acuosos tractivos.
Según predomine uno u otro de estos proceso principales, el punto de intersección
ascenderá hacia la cabecera o se moverá en dirección al pie (Bull, 1974a: Hooke,
1967), (Fig. 1.4).
Fig. 1.3 Croquis de la incisión en la cabecera del abanico, por el canal principal. (Bluck, 1964)
Fig. 1.4 Croquis realizado de las relaciones del punto de intersección (Hooke, 1967)
El tipo y valor de la incisión del canal principal corresponde a una
manifestación, de la importancia de los procesos de debris flow en la construcción del
abanico. Así, el paso de una fase con predominancia de debris flows a otras con
predominancia de corrientes tractivas puede dar lugar a un encajamiento importante
en la zona de cabecera (Bluck, 1964). Unas de las consecuencias importantes del
cambio de localización del punto de intersección es la posible formación, encima de
la superficie del abanico, de otros abanicos de pequeñas dimensiones y de una
granulometría mucho mayor. Cuando se da el caso que eso se produce en una zona en
la que la superficie del abanico tiene una permeabilidad muy acusada, puede
producirse la infiltración rápida de todo el flujo acuoso, dejando entonces un pequeño
cuerpo lobulado, de escaso tamaño y caracterizado por mostrar una fábrica de clastos
sueltos, que se tocan y sin matriz. Constituyen los depósitos de tamiz (sieve) muy
citado en los ejemplos actuales (Hooke, 1967; Wasson, 1974) pero muy difíciles de
reconocer en sedimentos antiguos (Fig. 1.5).
Fig. 1.5 Esquema del crecimiento de un lóbulo de tamiz (Hooke, 1967)
Procesos y depósitos Sedimentarios
En este apartado se hace referencia a los principales procesos responsables de
la edificación de los cuerpos deposicionales correspondientes a los abanicos aluviales.
Para ello estudiaremos con un poco de detalle el análisis de las características de los
flujos gravitatorios de sedimentos que en sus variantes de flujos masivos y flujo de
detritus constituyen uno de los procesos y de las facies más característicos de los
abanicos aluviales.
1. Corrientes Hídricas
En los materiales conglomeraticos, la forma bastante redondeada de los
clastos, la graduación granulométrica crudamente positiva, la existencia de la
estratificación cruzada interna a los bancos, de gran escala y bajo ángulo, así como
las bases erosivas de la mayoría de estos depósitos, inducen a pensar en un transporte
de los materiales mediante corrientes acuosas tractivas.
Ahora bien, estas corrientes tienen algunas características dignas de mención.
Por una parte la existencia de grandes bancos conglomeraticos, generalmente
masivos, de gran extensión lateral y con algunas estructuras internas producidas por
corrientes tractivas parece implicar la existencia de una corriente altamente enérgica y
de poca duración, ya que no tiene tiempo suficiente como para redondear y
seleccionar el material terrígeno grueso. Además la gran extensión lateral sugiere la
idea de un no confinamiento de esas corrientes, que encajaría con la idea de corrientes
muy tractivas, energéticas y no confinadas que circularían en forma de arroyada en
manto por unas pendientes con gradiente muy elevado y una superficie topografica
relativamente lisa.
Las características principales serian materiales transportados mediante
corrientes tractivas, contactos basales erosivos y geometría del deposito tabular a
grandes rasgos. Disminuyendo de potencia desde las zonas mas altas hasta las zonas
mas bajas del abanico.
2. Flujos Gravitatorios
Con esta denominación conocemos aquellos flujos que teniendo una fase
fluida continua entre las partículas se mueven en función de la energía potencial que
tenían, y en el momento en el que esta se convierte en cinética. Se trata, pues, de unos
flujos en los que las partículas no son arrastradas por el fluido movimiento, sino que
se trata de una caída por gravedad y es el conjunto de las partículas el que mueve al
fluido encajante, incorporándolo y comportándose el conjunto como un fluido más o
menos viscoso y denso. Hasta el momento este tipo de flujo ha tenido una gran
importancia en condiciones subacuosas, y aquí lo que se pretende es dar una visión
rápida de este tipo de flujos en condiciones subaereas, que pueden llegar a tener gran
importancia en cuanto a la constitución de acumulaciones de materiales susceptibles
de llegar a formar un deposito en forma de abanico aluvial.
2.1. Aludes Nivales
Este tipo de aludes puede desarrollarse a partir de una caída de nieve en polvo,
de nieve en placa o de nieve húmeda, y sus características y comportamiento
específico varían mucho según predomine cada uno de esos tres tipos ya
mencionados.
Se desencadena una avalancha nival cuando una gran masa de nieve que se
haya acumulada en una pendiente topográfica muy acusada queda muy sobrecargada
por efecto de nevadas posteriores, o porque existan pequeños cambios de temperatura
o composición interna que ocasionan la aparición de algunas discontinuidades.
Entonces esa masa nival se halla en una posición inestable y solo necesita cualquier
pequeña vibración para desgajarse y empezar a caer con una velocidad elevada.
2.1.1 Caída de nieve polvo
En este caso la parte inferior de la masa en caída se mantiene a ras del suelo
mientras que en la parte superior, al ser frenada por el aire encajante que se halla
inmóvil, empieza a mostrar signos de vorticidad y a levantarse. Cuando las
pendientes por las que circula el material de caída son iguales o mayores a 30º y las
velocidades puntuales alcanzan valores comprendidos entre 60- 80 km/h. empieza a
aparecer el fenómeno del aerosol. Este consiste en la suspensión de partículas sólidas
muy finas en el seno del aire. En este caso cuando la velocidad de descenso de las
partículas (1-2 m/seg.) es menor que la inducida por la vorticidad vertical (debida a la
turbulencia), se produce un levantamiento progresivo de la masa nivosa y el conjunto
se comporta como un flujo compresible de idéntica masa específica y en el que la fase
continua entre las partículas corresponde al aire.
Cuando la avalancha llega con gran velocidad a una zona de ruptura de
pendiente importante, se produce una brusca disipación de la energía cinética que se
traduce en un incremento muy importante de la vorticidad por atrapamiento de aire, y
elevación en gran manera de la parte superior de la masa caída.
2.1.2 Caída de nieve en placa
Se trata de nieve endurecida que puede llegar a tener una densidad del orden
300 kg/m3 que cuando se halla situada en pendientes comprendidas entre 25º y 45º
puede empezar a desgajarse cuando su parte inferior se halla en contacto con una
zona de discontinuidad. Una vez empieza a caer la avalancha va incorporando nieve
del substrato y engrosando hasta que la velocidad es lo suficientemente elevada que
se produce un despegue de la avalancha que asimismo va aumentando
extraordinariamente de velocidad a medida que se traslada sobre un colchón de aire y
a medida, también, que disminuye la fricción sobre el terreno.
El aire atrapado debajo se halla a sobrepresión y pugna por abrirse paso a
través de la avalancha, originando la ruptura de ésta y posibilitando que las partículas
densas se encuentren en suspensión mediante un mecanismo de fluidización muy
similar al descrito por los flujos vulcano- sedimentarios.
2.1.3 Caída de nieve húmeda
Se origina cuando existe una nieva saturada en agua que se halla colocada
sobre una superficie sin cohesión aparente. Se mueve a partir de pendientes con una
inclinación del orden de 25º, con velocidades entre 20 y 60 km/h, pero cuando la
nieve se halla muy saturada de agua puede empezar a moverse lentamente a partir de
pendientes de 10º. Se comporta como una avalancha típicamente de fondo sobre el
que ejerce una gran presión. Se comporta como un flujo pastoso pero con carácter
fluidal que puede arrastrar grandes cantidades de nieve húmeda con densidades del
orden de más de 600 kg/m3 y que ejerce presiones de varias decenas de toneladas por
metro cuadrado. Este tipo tiene un comportamiento muy parecido al de los flujos
masivos de sedimentos, que pueden ejercer algún trabajo erosivo sobre el substrato
cuando su velocidad es elevada.
En conjunto, se ha podido apreciar que algunas avalanchas nivales pueden
tener un comportamiento mixto, es decir pueden empezar con una avalancha en placa
que se convierte en avalancha en polvo y que al ir descendiendo topográficamente se
va transformando poco a poco a medida que la temperatura aumenta en una avalancha
de nieve húmeda. Existe por tanto un paso gradual y transicional en los tres tipos
diferenciados.
2.2. Avalanchas rocosas
Las avalanchas de este tipo consisten predominantemente en la caída
gravitacional de bloques a partir del desmoronamiento de una pendiente topográfica
pronunciada e inestable y/o de un cantil también inestable. En algunos casos, cuando
se desploma una losa de roca a partir de un cantil esta puede atrapar aire debajo, lo
que le proporciona un deslizamiento a alta velocidad, así como una tasa de fricción
sobre el suelo muy baja. El proceso de deslizamiento a alta velocidad encima de un
colchón de aire tiene una duración muy pequeña, tiempo suficiente como para que el
aire situado en la parte inferior y a sobrepresión tienda a desplazarse violentamente
hacia arriba ayudando a la fragmentación de la losa rocosa. Este proceso es tanto más
efectivo cuanto mas impermeables sean los materiales que componen la losa que al
mantener el aire de escape más tiempo en el interior de la losa que se destruye,
podrán realizarse mejor los fenómenos de fluidificación que a su vez condicionan la
suspensión de las partículas por efectos de aire de escape en su movimiento de
ascensión.
Existen avalanchas rocosas que no caen sólo mediante la componente
gravitatoria al pie de un cantil, sino que algunas pueden desplazarse horizontalmente
hasta distancias no esperadas. Esto se realiza mediante el concurso de mezclas de
detritus, aire y/o gas que con una característica <<seca>> son capaces de moverse
horizontalmente mediante el concurso de la flotabilidad de las partículas densas,
debida al escape hacia arriba del aire que se halla a sobrepresión y situado por debajo
de la avalancha en movimiento. Se trata de un proceso de fluidificación similar al ya
descrito para las avalanchas nivales y que también tiene una gran importancia en la
moción de los flujos vulcano- sedimentarios.
2.3 Flujos gravitativos de sedimento
Corresponde a aquel conjunto de flujos en los que el movimiento les viene
proporcionado por una componente gravitatoria. Se trata de flujos de materiales que
se mueven en función de las pendientes topográficas más acusadas, mediante una fase
continua (generalmente agua) existente entre las partículas y en el seno de un fluido
encajante que se mantiene inmóvil. El movimiento empieza a partir de una zona
topográficamente inestable y cesa cuando esas condiciones han desaparecido, cosa
que acostumbra a suceder cuando en su recorrido esos flujos pasan por una zona con
una brusca ruptura dependiente en el sentido de suavizarla. Hay que tener muy en
cuenta que ese movimiento sólo se ha debido a condicionantes topográficos y no ha
sido el flujo el que ha arrastrado a las partículas sino que las partículas en su caída
han podido arrastrar algún fluido incorporándolo al flujo.
Una de las características más importante que pueden mostrar este tipo de
flujos es que en algunos de ellos la viscosidad puede ir variando al variar la fuerza de
cizalla (shear stress).
Movimiento de los flujos gravitativos de sedimento: Para que los flujos de
este tipo tengan capacidad de movimiento propia, a partir del inicio del movimiento
efectuado a favor de las pendientes topográficas más acusadas, se necesitan algunos
mecanismos que colaboren al arrastre de las partículas que se mueven en el seno de
un fluido encajante que la mayoría de las veces permanece inmóvil. Los mecanismos
generales son:
1. Por colisiones sucesivas entre las partículas, de una manera similar a lo que se
conoce con la denominación de rebote elástico. Al irse impactando entre sí generan
una presión dispersiva que posibilita la suspensión y por tanto el transporte de las
partículas.
2. Por el empuje ascensional generado por el escape de fluidos hacia arriba. En
este caso existen dos variantes muy parecidas pero que tienen gran cantidad de
similitudes. Corresponderían a los flujos fluidificados cuando las partículas se hallan
soportadas totalmente por el escape de fluidos, y a los fluidos licuefactados cuando
las partículas sólo son soportadas parcialmente por el escape de los fluidos y
necesitan algún tipo de turbulencia para continuar su flotabilidad.
3. La flotabilidad de las partículas también se realiza cuando existe una buena
turbulencia capaz de soportar las partículas, y se desarrolla preferentemente en el
seno de la mezcla fluido- sedimento cuando esta puede alcanzar velocidades
elevadas de propagación.
4. Finalmente, las partículas también pueden estar soportadas por una matriz
cohesiva que, dependiendo de su densidad y viscosidad, puede proporcionar una
flotabilidad completa a las partículas de mayor tamaño, y/o una lubricación de las
mismas durante su transporte.
Atendiendo a criterios de viscosidad y densidad relativa, los flujos
gravitativos de sedimento varían desde los que tienen una alta densidad y alta
viscosidad hasta los que tienen una baja densidad y baja viscosidad. En este caso los
primeros reciben el nombre genérico de debris flows y tienen un comportamiento
reológico muy característico (flujos no newtonianos). Los segundos tienen un
comportamiento fluido y se denominan fluidal flows o flujos fluidales, y tienen un
comportamiento predominante muy similar al de los flujos newtonianos. Todavía
existe un tipo intermedio que corresponde a aquellos flujos con baja viscosidad y alta
densidad, que tienen un comportamiento intermedio aunque predominan los
caracteres fluidales debido a su baja viscosidad relativa.
Estas dos categorías generales, debris flows (flujo de detritus) y fluidal flows
(flujos fluidales) pueden subdividirse todavía más atendiendo a la importancia
relativa que hayan tenido durante el período de transporte los procesos de
sustentación de las partículas en:
a) Flujos granulares (grain flows).
b) Flujos fluidizados (fluidezed flows).
c) Flujos licuefactados (liquefield flows).
d) Corriente de turbidez (turbidity currents).
e) Coladas de fango y/o derrubios (cohesive debris flows ó mud flows).
2.3.1. Flujos granulares
En este tipo de flujos las partículas se mueven libremente a partir de la presión
dispersiva generada por las sucesivas colisiones e impactos entre las propias
partículas. Cuando las partículas son de tamaño arena los flujos sólo pueden
desarrollarse en medios subacuáticos a partir de pendientes variables entre 18º y 20º
de inclinación, depositando capas unitarias del orden de 5 cm. De grosor. En medios
sedimentarios subaéreos han sido asociados a zonas de acumulación eólica y con
pendientes del orden de 25-35º. Cuando estos flujos se deslizan sobre una pendiente
se siguen moviendo hasta que las primeras partículas inciden sobre una superficie
plana o con una acusada menor pendiente. Entonces se produce como una
congelación del movimiento que avanza rápidamente en sentido retroactivo hacia la
parte trasera del flujo. Los depósitos no muestran ninguna forma de acumulación
característica, sino que corresponde a la detención del mismo flujo que estaba siendo
transportado.
El mecanismo de detención de los flujos granulares, independientemente de su
granulometría, corresponde a un cuajamiento friccional. La fábrica de los depósitos
resultantes es característicamente soportada por los clastos y muestra por lo general
una fábrica con gradación granulométrica inversa.
2.3.2. Coladas de fango y/o derrubios
Los flujos de este tipo transportan las grandes partículas mediante la cohesión
mostrada por una matriz constituida por una mezcla de agua y sedimento, antes que
por una presión dispersiva originada por la colisión entre los granos. Dependiendo de
la proporción de la matriz con respecto a los clastos, podemos encontrar dos extremos
de una gradación casi continua. Desde los depósitos en los grandes bloques se hallan
suspendidos totalmente por la matriz cohesiva lutìtica (mud flows), hasta aquellos en
los que existe una gran cantidad de clastos que se hallan lubricados por una matriz
lutítica que se halla situada entre los mismos (debris flows). Evidentemente en la
denominación de esa matriz lutítica caben casi todas las posibilidades, desde una
matriz constituida por lutita en una proporción muy elevada, hasta el extremo de que
esa matriz sea arenosa o con porcentaje de clastos muy elevado y de pequeño tamaño
que, a su vez, también se halle lubricada por materiales lutíticos dispersos. Por tanto
para que se produzca el movimiento de unos materiales de este tipo se necesita un
mecanismo de flotabilidad, en este caso la cohesión de la matriz, que sea capaz de
soportar a los clastos y que estos puedan ser transportados en masa sin que se
produzcan, en la mayoría de los casos, los fenómenos de colisión entre los mismos.
Para que estos flujos empiecen a moverse se necesita, primero, que exista un
área fuente en la que puedan existir suficientes materiales como para constituir un
flujo de este estilo. En segundo lugar, se necesita la existencia de una zonas de
acumulación de esos materiales en pendientes topográficas abruptas, y en tercer lugar,
se necesita también un mecanismo que sea capaz de iniciar el movimiento. Este
ultimo corresponde a lluvias prolongadas y/o muy violentas que incidan sobre la zona
de acumulación de materiales y estos empiezan a moverse a medida que van
empapándose en agua.
Este tipo de flujos puede tener comportamiento laminar y/o comportamiento
turbulento, con la particularidad de adaptarse al sustrato o de erosionarlos, y por lo
tanto con la posibilidad de transportar únicamente los materiales originales o también
pueden ir ingestando algunos por la zona de traslado.
Cuando la colada ha ido descendiendo por una ladera, en principio tiene una
forma de gran gota con un grosor importante en la parte central, que posibilita el
desbordamiento local de la misma. Estos desbordamientos, en contacto con el
encajante se detienen rápidamente, y la gota sigue su trayectoria propia
abandonándolos. Constituyen unos diques o leves muy característicos donde se van
depositando materiales, que a la larga condicionan una pérdida importante del
volumen de la gota deslizada. Representan por tanto una disminución significativa del
grosor de la colada a medida que esta se desplaza. Cuando se produce la detención de
la colada, lo primero que se detiene de una manera brusca es la parte frontal.
Ese frente, que puede tener una disposición planimétrica más o menos
redondeada va cambiando a una morfología lobulada, y cada uno de esos pequeños
lóbulos, generados por una pequeña continuación selectiva del movimiento de
traslación, muestra una cierta imbricación de los materiales. Esto se debe a que
cuando la parte frontal se ha detenido, los materiales que les siguen todavía están
teniendo un movimiento de traslación, surgen unos pequeños planos de cizalla
oblicuos, que posibilitan la transferencia de material desde atrás hacia delante. Este es
un proceso similar al de las oleadas de detención descritas tanto en condiciones
subaéreas como en condiciones subacuosas.
Las fábricas de estos depósitos pueden ser totalmente desorganizados con los
clastos de mayor tamaño dispersos en el seno de una matriz predominantemente
arcillosa. En algunos casos los clastos mayores muestran una fábrica localmente
soportada por los clastos, y la matriz, que puede llegar a ser del orden del 5 por 100
del total del flujo por unidad de volumen, incrementa la flotabilidad de los clastos y
los lubrica para posibilitar su transporte. Los depósitos de este tipo muestran una
fábrica claramente soportada por los clastos con una proporción variable y pequeña
de matriz arcillosa.
Sistema deposicional
Consideramos a los abanicos aluviales como un sistema deposicional en el
sentido que tiene una entidad y unidad propias, por lo q se refiere al depósito de
materiales. En principio este Sistema tiene varios subambientes sedimentarios
específicos, como pueden ser y quedar representados por sus facies específicas, tanto
caracterizadas por las condicionantes de las corrientes de depósito, como por sus
asociaciones de facies.
En el crecimiento y desarrollo de este sistema deposicional tiene una gran
importancia los condicionantes propios. Es decir los que hacen referencia a las
propias corrientes formadoras del abanico, su distribución areal general y local, así
como sus variaciones de intensidad y competencia que pueden ocasionar el depósito
de materiales en un sector u otro del abanico. Estos serian los condicionantes
autocíclicos (Beerbower, 1964) propios del desarrollo normal del abanico. Pero como
que éste se halla localizado en una posición cercana a un borde de cuenca que en
algún momento ha sido tectónicamente activo, y además se desarrolla en una zona de
acumulación que forma parte de una cuenca sedimentaria, cualquier variación en esas
características, así como en lo parámetros climáticos, incidirán en gran manera en la
génesis, crecimiento y modificación de los abanicos. Estos condicionantes son los
alocíclicos (Beerbower, 1964). Por tanto, los abanicos bien desarrollados
corresponden a un equilibrio entre los condicionantes auto y alocíclico que inciden
sobre los mismos.
1. El Abanico Aluvial
En el apartado de los procesos deposicionales principales ya se ha hablado de
la deposición granulométrica de los materiales terrígenos en los abanicos aluviales.
Hay que recordar que, a gran escala, la diferencia principal entre un abanico aluvial y
uno cono de canchal de una geometría y dimensiones parecidas (Bull, 1968), estriba
en la distribución radial de los clastos de mayor granulometría.
Así, en los canchales los elementos más gruesos se hallan localizados hacia las
partes más alejadas del área fuente, ya que los elementos gruesos han recorrido esa
distancia en función de la energía potencial convertida en cinética por el movimiento
de cada área. Por el contrario, en los abanicos aluviales en los que las partículas han
sido transportadas mediante el concurso de corrientes más o menos acuosas, la
distribución granulométrica indica que los materiales más gruesos se hallan situados
hacia las partes inferiores. Esta es una de las razones por las que se ha utilizado la
terminología de “facies proximales” para designar a la de granulometría más gruesa,
y “facies distales” para las de granulometría más fina. De esa manera los abanicos
aluviales solo estaban divididos en dos sectores, el sector “proximal” y el sector
“distal”, atendiendo tanto a la granulometría de las partículas como los procesos
sedimentarios.
1.1 Zonación
Aquí se propone la subdivisión en tres partes de los abanicos aluviales: la
cabecera del abanico, el cuerpo del abanico y el pie del abanico (Fig.1.6). Esta
subdivisión se ha realizado atendiendo a factores de distribución areal, y sobre todo a
factores de constitución susceptibles de ser reconocidos en el registro fósil. Así, la
zona de cabecera, que se halla bastante reducida en cuanto a su extensión areal se
caracteriza por mostrar las granulometrías más gruesas y heterométricas, así como el
estar constituidas mediante el concurso de flujos masivos con comportamiento
viscoso o por flujos acuosos muy densos (Fig.1.7). Corresponde a la zona más alta
del abanico aluvial. Su grado de preservación en estado fósil es bastante bajo, ya que
son los primeros materiales retrabajados cuando existe un ajuste de tipo alocíclico.
Fig. 1.6 Esquema de un abanico aluvial. Las flechas indican la intensidad relativa de los procesos fluviales. 1. Zona de cabecera (gravas muy gruesas y masivas), 2. Zona
de cuerpo (alternancia de gravas y arenas), 3. Zona de pie, areniscas con estratificación cruzada.
La zona del cuerpo del abanico es más extensa, y se caracteriza por mostrar
dos zonas bien diferenciadas. La superior, denominada interna, muestra una buena
equivalencia lateral con la zona de la cabecera de la que proceden algunos episodios
masivos y sobre todo de la que producen los flujos acuosos densos y altamente
energéticos conocidos con el nombre de arroyadas en manto (Sheet floods). La zona
del cuerpo externo se caracteriza por mostrar facies que cuando se trata de materiales
conglomeráticos, muestran un transporte mediante corrientes acuosas, que pueden
redondear los clastos por impacto y realizan alguna selección granulométrica de los
mismos. Además existen trazas de que los materiales han sido transportados, o
cuando menos retrabajados, por cursos acuosos que transportan los materiales
mediante barras y cuya morfología general es de tipo trenzado (braided). Se
caracterizan por tener un gradiente elevado, lo que posibilita el transporte acuoso de
materiales muy gruesos por cursos que no tienen capacidad de migración lateral. En
esta zona empiezan a preservarse algunos niveles de granulometría más fina
(areniscas) situadas en lugares en los que momentáneamente la sedimentación se
había detenido, o a sotavento de alguna estructura tractiva más o menos importante
(barra de gravas).
Fig. 1.7 Facies típicas de un cuerpo de abanico. 1 Distribución vertical de las macro secuencias del primer orden; 2. Detalles de una macro secuencia de segundo orden; 3.
detalle de la zona de contacto entre dos macro secuencias de segundo orden y distribución de algunas facies características según Mial 1978.
La zona del pie del abanico a veces pude ser la más extensa y la consideramos
como tal hasta aquellas zonas, algo alejadas del abanico, que muestren alguna
influencia del transporte de sedimentos procedentes del abanico. Su pendiente ya se
ha suavizado mucho y la granulometría general de los depósitos es bastante fina. Se
pueden diferenciar dos zonas muy claras. La superior, denominada zona interna del
pie del abanico se caracteriza por tener materiales canalizados (Fig.1.8) localmente
muy importantes, procedentes de la zona del cuerpo externo del abanico. Las facies
predominantes son arenosas y lutíticas con alguna intercalación, localmente
importante, con geometría canaliforme de materiales más gruesos. Estos localmente
pueden mostrar una tendencia secuencial negativa en cuanto a la granulometría de las
partículas.
Fig 1.8 Facies tipicas del pie interno de un abanico aluvial. A. Chf: Facies canalizadas, Ich: Facies intercanal; MF: Facies luiticas. B. Sistemas de barras de
relleno de canal: 1. Relleno multiepisodico, 2. Barras, 3. Facies arenosas de Dunas y rellenos entre barras, 4. rellenos menores de pequenos canales; C. Relleno complejo
de un canal, 5. barra transversal, 6. Barra longitudinal, 7. Areniscas de descenso de flujos, 8. Depósitos de fondo. D. Depósitos de canal y intercanal, 9. Barras y rellenos
de canal, 10. Relleno de pequeños canales arenosos, 11. Depósitos intercanal. (Cabreras, Colombo, Robles, 1985)
La zona externa del pie del abanico es aquella caracterizada por la existencia
de facies de granulometría fina y muy fina que varían en relación a su situación con
respecto a algunos cuerpos canalizados de granulometría algo más gruesa y que
alcanzan estas zonas alejadas a partir de las áreas más internas (Fig.1.9) del abanico.
Fig. 1.9 Facies típicas de pie intermedio y externo de abanico aluvial. A. Disposicion estratigráficas de las macro secuencias diferenciales. B. Depositos de barras y de
rellenos de canal caracteristicos de pie intermedio del abanico: 1.Areniscas superiores terminales; 2. Relleno de canal multiepisodico; 3. Barra sigmoidal de gravas; 4.
Dunas de relleno de canal. C: Depósitos de barras, de canal y de intercanal en la zona canalizada del pie del abanico: 5. Dunas 6 y 11. Barras transversales y rellenos de
canal, 7. Barras sigmoidales; 8 y 10. Rellenos de complejo de canal; 9. Areniscas de intercanal y pequeños canales. D. Depósitos de pie externo de abanico. 12. Canales
menores. 13. Depósitos de desbordamiento. (Cabrera, Colombo, Robles, 1985)
Estas facies además, pueden mostrar signos de períodos prolongados de no
sedimentación, de acumulaciones estables de aguas más o menos episódicas, y aún la
interrelación con otros sistemas sedimentarios, como pueden ser sistemas
evaporíticos, sistemas lacustres y sistemas fluviales generales más o menos
transversales a las direcciones principales de aportes del abanico.
1.2. Tipología
Atendiendo a factores tales como las dimensiones radiales de los abanicos
aluviales que se han reconocido y estudiado, atendiendo a las direcciones de las
paleocorrientes y atendiendo a la distribución de las facies principales, así como la
extensión areal de los abanicos, proponemos la siguiente terminología:
Abanicos aluviales de alta eficacia de transporte, para aquellos que están
constituidos predominantemente por facies terrígenas transportadas y depositadas
mediante el concurso de corrientes acuosas tractivas, son de gran extensión, tienen un
cuerpo del abanico bien desarrollado así como un pie del abanico también muy
desarrollado, y su influencia se deja sentir en áreas muy alejadas. Como por ejemplo
podemos tomar el del Montsant (Colombo, 1980; Cabrera y Colombo, 1986;
Colombo, 1986), que tiene una extensión radial del orden de casi 40km.en línea recta
y cuyas facies demuestran la importancia de las corrientes acuosas en la constitución
del abanico (Fig. 1.10).
Fig. 1.10 Zonación de un abanico aluvial de alta eficacia de transporte. C. Zona de cabecera. Los materiales pueden haber sido transportados mediante flujos masivos. Cuando son las corrientes tractivas las predominantes, se caracteriza por una mala
ordenación de los materiales y la predominancia de la granulometría de granos muy grandes. T. Zona del cuerpo del abanico. Zona del flujo disperso y altamente
energético. P zona de pie del abanico aluvial. En la zona de pie intermedio se produce el desparramiento de flujos canalizados.
Los abanicos aluviales de baja eficacia de transporte corresponden a aquellos
que están constituidos predominantemente por materiales transportados por corrientes
y flujos masivos, son de pequeña extensión areal y no muestran una gradación de
facies ni de granulometrías bien desarrollada. Además la mayoría de las veces no
muestran una ordenación secuencial muy clara o cuando menos no está muy bien
desarrollada. Existen otros casos en los que, aunque la mayoría de los materiales
hayan sido transportados mediante el concurso de corrientes acuosas, las dimensiones
del abanico son más pequeñas que las de los abanicos de alta eficacia.
