Scielo RSS <![CDATA[Revista mexicana de ciencias geológicas]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1026-877420170002&lang=pt vol. 34 num. 2 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[Petrography, geochemistry and stable isotopes of carbonate rocks, Lower Cretaceous Alisitos Formation, Los Torotes section, Baja California, Mexico]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1026-87742017000200063&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: Petrography, stable carbon and oxygen isotopes, and major, trace, and rare earth elements geochemistry of limestones of the Alisitos Formation in the Los Torotes, Baja California were studied in order to document the elemental variations among Member C (MC) and Member E (ME) of the formation and to understand their diagenetic and depositional conditions. The major petrographic types identified are mudstone, wackestone and packstone. The limestones of the Alisitos Formation show significant variations in δ13C and δ18O values (+4.13 to +5.26‰; -14.17 to -6.84‰; respectively). The limestones from Member C (MC) show higher ΣREE content (23 ± 17, n=10) than Member E (ME) (11 ± 5.5, n=9) of the Alisitos Formation. The observed variations in ΣREE content in these limestones are due to the amount of detrital material present in them. The limestones from ME record seawater-like REE+Y patterns, whereas the MC records non-seawater-like signatures (i.e. significant enrichment of middle rare earth elements: MREE). Most of the analyzed samples from the Alisitos Formation show negative Ce anomalies (Ce/Ce*: 0.67 - 0.99, n=17). The limestones show both negative and positive Eu anomalies (Eu/Eu*: 0.58 ‒ 2.91, n=19). The positive Eu anomalies identified in many samples may be due to the influence of hydrothermal fluids or co-precipitation of hydrothermal Fe-sulfide. The limestones of ME exhibit seawater-like-REE patterns suggesting that most of the REEs present in them were derived from seawater. However, the limestones of MC were contaminated by detrital materials which effectively mask the seawater-like signatures. The detrital materials present in the limestones of MC were probably derived from the mafic to felsic source rocks.<hr/>Resumen: La petrografía, composiciones isotópicas (carbono y oxígeno) y geoquímicas (elementos mayores, traza y de tierras raras en calizas de la Formación Alisitos en el área Los Torotes, Baja California fueron estudiadas con el fin de documentar las variaciones elementales entre el Miembro C (MC) y el Miembro E (ME) con la finalidad de entender las condiciones diagenéticas y depositacionales. Los principales tipos petrográficos identificados fueron mudstone, wackestone y packstone. Las calizas de la Formación Alisitos muestran notables variaciones en δ13C y δ18O (+4.13 a +5.26‰; -14.17 a -6.84‰; respectivamente). Las calizas del Miembro C (MC) muestran contenidos más altos de elementos tierra raras totales (ΣREE por su siglas en inglés) (23 ± 17, n=10) que las del Miembro E (ME) (11 ± 5.5, n=9) en la Formación Alisitos. Las variaciones observadas en los contenidos de tierras raras totales en esas calizas son debido a la cantidad de material detrítico presente en ellas. Las calizas de ME registran patrones REE+Y similares a las aguas marinas, mientras MC registra firmas distintas a las aguas marinas, es decir, tienen un significante enriquecimiento de tierra raras medias. La mayoría de las muestras analizadas de la Formación Alisitos señalan anomalías negativas de Ce (Ce/Ce*: 0.67 ‒ 0.99, n=17). Las calizas estudiadas muestran tanto anomalía positiva como negativa de Eu (Eu/Eu*: 0.58 ‒ 2.91, n=19). Las anomalías positivas de Eu identificadas en muchas muestras podrían deberse a la influencia de fluidos hidrotermales o a la co-precipitación de sulfuro de Fe hidrotermal. Las calizas de ME exhiben patrones de REE similares a las aguas marinas lo que sugiere que las mayoría de REE presentes en estas calizas son derivadas de aguas marinas. Sin embargo, las calizas de MC fueron contaminadas por materiales detríticos los cuales ocultan efectivamente las firmas similares a las aguas marinas. El material detrítico presente en las calizas de MC se derivó probablemente de rocas fuentes máficas a félsicas. <![CDATA[Spatio-temporal land-use changes in the Colima-Villa de Álvarez metropolitan area, and their relationship to floodings]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1026-87742017000200078&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: Demographic growth and consequent land-use changes are considered one of the main factors causing inundations in many cities in developing countries. During the last decade, the city of Colima, Mexico, has suffered from an increase in flooding events. These episodes mostly occurred during tropical rainstorms associated to hurricanes (such as Jova in 2011, Manuel in 2013, and Patricia in 2015, all with average accumulated rainfall of 200 mm in 24 h), as well as during short-duration, high-intensity rainfall events at the beginning of the rainy season. To define the mechanisms leading to the increased occurrence of floodings, a space-time analysis of land-use changes, coupled with the characterization of natural and urban soils, are presented here for the Colima metropolitan area. Three land-use categories were created: native land (N1), urban land (N4), and cultivated land (N5). Each of these categories has subcategories depending on vegetative cover and/or level of urbanization. SPOT imagery acquired in 2005, 2009, and 2015 was classified to analyze the spatial and temporal changes in land use. Thirty-two soil samples representative of different land uses were analyzed to obtain their physical and chemical properties such as granulometry, bulk and particle densities, porosity, and organic matter content. Hydraulic conductivity tests were performed in situ using a drip-infiltrometer device. The temporal and spatial analysis of SPOT images revealed that most changes in land use correspond to urban area and cultivated land, the former showing an increase and the latter a drastic decrease, especially towards the northern part of the city, where urban growth is evident for the 2005-2009 period. Analyzed soils from cultivated land have the highest permeability, and engineered soils correspond to the least permeable soils in the area; consequently, replacement of agriculture with housing has significant impacts on the rainfall-runoff process. These results indicate that as more permeable land area is substituted by disturbed urban soils, the infiltration capability will be reduced, leading to increasing flooding frequency in the Colima-Villa de Álvarez metropolitan area. To prevent and reduce the disruptive impact of inundation in the Colima metropolitan area, it is recommended to have adequate management of land-use change and to conserve the permeable areas around the city. In addition, it is necessary to revise the hydraulic infrastructure of the existing urban areas and to properly define the most suitable locations for future ones. Avoiding development in flood-prone areas through planning and zoning ordinances may reduce loss of life and damage to property.<hr/>Resumen: El crecimiento demográfico, y por consiguiente los cambios de uso de suelo, se consideran entre los principales factores que pueden provocar el incremento de inundaciones en ciudades de países en desarrollo. Durante las últimas décadas en la Ciudad de Colima se ha incrementado la frecuencia con la que suceden inundaciones. Estos fenómenos ocurren mayormente durante tormentas tropicales asociadas a huracanes, como es el caso de Jova en 2011, Manuel en el 2013 y Patricia en el 2015, todas con lluvias acumuladas promedio de 200 mm en 24 h. También suceden con tormentas intensas y de corta duración a comienzos de la temporada de lluvia. Para definir los mecanismos que aumentan la ocurrencia de este fenómeno, se presenta un análisis espacio-temporal del cambio de uso de suelo, junto con la caracterización de suelos naturales y urbanos para el área metropolitana de Colima. Se definieron tres categorías principales de uso de suelo: Nativo (N1), Urbano (N4) y Agrícola (N5). Cada categoría tiene subcategorías dependiendo de la cobertura vegetal y/o nivel de urbanización. Imágenes SPOT adquiridas en 2005, 2009 y 2015 fueron clasificadas para analizar espacial y temporalmente los cambios de uso de suelo. Se analizaron treinta y dos muestras de suelo representativas de diferentes usos de suelo para obtener sus propiedades físicas y químicas, como granulometría, densidad aparente y de partícula, porosidad y contenido de materia orgánica. Pruebas de conductividad hidráulica in situ se hicieron usando un infiltrómetro por goteo. Con base en el análisis temporal y espacial de las imágenes SPOT, se pudo detectar que la mayoría de los cambios de uso de suelo corresponden al área urbana y agrícola; la primera mostrando un incremento y la segunda una drástica disminución, especialmente hacia el norte donde el crecimiento urbano es evidente durante el periodo 2005-2009. Los suelos en las áreas agrícolas resultaron ser los más permeables, mientras que los suelos constituido por material compactado para construcción corresponden a los menos permeables en el área; por lo tanto, el reemplazo de las zonas agrícolas por zonas habitacionales tiene un impacto significativo en el proceso de lluvia-escurrimiento. Estos resultados indican que mientras más zonas permeables sean substituidas por suelos perturbados, la capacidad de infiltración será reducida, incrementando la frecuencia de inundaciones en el área metropolitana Colima-Villa de Álvarez. Para prevenir y reducir el impacto destructivo de las inundaciones en el área metropolitana de Colima, se recomienda tener un manejo adecuado del cambio de uso de suelo y conservar las superficies permeables alrededor de la ciudad. Adicionalmente, es necesario revisar la infraestructura hidráulica existente de las zonas urbanas y definir los sitios adecuados para las futuras. Evitar desarrollos urbanos en zonas susceptibles a inundación a través de la buena planificación y la reglamentación, podría reducir las pérdidas de vidas y daños materiales producto de estos eventos. <![CDATA[Analysis of the water dynamics in the unsaturated zone, in a soil subject to conservation practices: implications for aquifer management and adaptation to climatic change]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1026-87742017000200091&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: Se estima que entre el 80 y el 85 % del agua que se extrae de los acuíferos en México se destina a producción agropecuaria y, en general, existe una gestión inadecuada que causa diferentes impactos al ambiente, destacando el abatimiento y contaminación del agua subterránea, entre otros. El propósito de este trabajo es cuantificar el balance y dinámica del agua en la zona no saturada por medio de mediciones diarias de diferentes parámetros meteorológicos y de los perfiles de humedad, en un lote permanente sujeto a prácticas de conservación, en el Acuífero de la Independencia (Cuenca Alta del Río La Laja tributaria de la Cuenca Lerma-Chapala). La estratigrafía del sitio se obtuvo por medio de registros continuos de conductividad eléctrica y granulometría en muestras inalteradas, a las que se determinaron propiedades físicas y contenido de materia orgánica, en sus primeros 2.5 m de profundidad; las variaciones del contenido de humedad a 0.15, 0.30, 0.60, 0.90 y 1.20 m se controlaron por Refractometría en el Dominio del Tiempo (RDT); la permeabilidad saturada se cuantificó con el Permeámetro de Guelph, complementadas con pruebas de infiltración. Se calibró un modelo numérico unidimensional para desarrollar herramientas predictivas. Los resultados indican la captura progresiva de carbón y que se ha alcanzado una conductividad hidráulica saturada de hasta K fs =5 m∙d-1, en los primeros 0.60 m de profundidad, que contrasta hasta en dos órdenes de magnitud con suelos de manejo tradicional; esto permite infiltrar progresivamente una lámina total de agua de 6,753 mm durante tres días, que cubriría cualquier secuencia de eventos máximos de lluvia registrados en la región. Los sensores de RDT mostraron un rápido incremento en los contenidos de humedad a lo largo del perfil, indicando que las características logradas en el suelo, permiten el ingreso inmediato y almacenamiento del agua de lluvia, con una mínima proporción de evaporación y cero escurrimientos. El presente trabajo demuestra que es factible favorecer la infiltración de agua de lluvia suficiente para la producción de cultivos básicos y forrajeros y reducir impactos de siniestralidad ante el cambio climático. Esto se aplica a cultivos de riego, lo cual permitiría disminuir progresivamente la extracción de agua subterránea, en más de un 50%, a través de prácticas adecuadas de conservación, aspecto fundamental en la gestión del acuífero.<hr/>Abstract: It is estimated that 80-85% of the water extracted from aquifers in Mexico is used for agricultural production, and in general, there is an inadequate management that causes different damages to the environment, highlighting the depletion and contamination of groundwater, among others. The purpose of this work is to quantify the water balance and dynamics in the unsaturated zone by means of daily measurements of different meteorological parameters and the moisture profiles of a soil that was treated to conservation practices in the Independence Aquifer (Upper La Laja River Basin tributary of the Lerma-Chapala). The stratigraphy of the site was obtained through continuous records of electrical conductivity and granulometry in unaltered soil samples - to which physical properties and organic matter content were determined - in their first 2.50 m depth. The changes in moisture content at 0.15, 0.30, 0.60, 0.90 and 1.20 m were controlled by Time Domain Refractometry (TDR). The saturated permeability was quantified with the Guelph Permeameter, complemented with infiltration tests. A one-dimensional numerical model was used to develop predictive tools. The results indicate that progressive capture of carbon occurred and that a saturated hydraulic conductivity of up to K fs = 5 m∙d-1 has been reached, in the first 0.60 m of depth, which contrasts up to two orders of magnitude with traditional soil management; allowing the gradual filtering of a total water sheet of 6,753 mm for three days, which would cover any sequence of maximum rainfall events recorded in the region. The RDT sensors showed a rapid increase in moisture content along the profile, indicating that the characteristics obtained in the soil allow the immediate input and storage of rainwater, with a minimum evaporation rate and zero runoff. The present work demonstrates that it is feasible to favor the infiltration of sufficient rainwater for the production of staple and fodder crops and to reduce the impacts of negative incidents because of climate change. This applies to irrigation crops, which would allow the progressive reduction of groundwater extraction, by more than 50%, through adequate conservation practices, a fundamental aspect in the management of the aquifer. <![CDATA[Contributions from the application of Electrical Resistivity Tomography and Ground Penetrating Radar to the research of the Lidecko landslide in Western Carpathians, Czech Republic]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1026-87742017000200105&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: Este trabajo se centra en los aportes de la aplicación de mediciones geofísicas utilizando el método de la tomografía de resistividad eléctrica y el radar de penetración terrestre o georadar en la metodología de investigación de los movimientos de laderas, presentando como caso de estudio el deslizamiento de Lidecko, localizado en los Cárpatos Occidentales Exteriores, ubicados en la parte oriental de la República Checa. Se trata de un deslizamiento complejo lento (2 m/año) el cual es frecuente en las estructuras geológicas denominadas Flysch que son típicas de los Cárpatos eslovaco-moravos. Este artículo muestra las ventajas y beneficios del uso estos dos métodos geoeléctricos en este tipo de investigaciones, en comparación con los métodos geofísicos tradicionales (métodos sísmicos y geoeléctricos) y presenta un procesamiento preciso de los datos medidos en el campo para realizar su análisis e interpretación objetiva. Los resultados obtenidos proporcionan una nueva información sobre el cambio de la estructura interna de la masa rocosa, la geometría y las dimensiones de las áreas afectadas.<hr/>Abstract: This work is the result of a series of investigations to optimize the methodology of geophysical measurements using the electrical resistivity tomography method and ground penetrating radar in territories affected by slope deformations. case study and application area presented was, in this paper, selected on the Outer Western Carpathians (Czech Republic). This paper shows the application of these methods in the research of a landslide typical in the Slovak-Moravian Carpathians. Geologically these mountain ranges are composed mainly of flysch sediment. The purpose of this paper is to 1) show the advantages and benefits of the relatively new geoelectric methods for the examination of slope deformation, 2) compare them with the standard and traditional geophysical methods and with other geotechnical studies, and 3) present accurate processing of measured data in the field for the appropriate analysis and objective interpretation of the results. <![CDATA[Pliocene-Pleistocene Palynoflora recovered from the Villa Alegría and Cierro Prieta travertines in the Tehuacán-Cuicatlán Valley, Mexico]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1026-87742017000200114&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: Los conjuntos paleopalinológicos del Plioceno-Pleistoceno de los sedimentos lacustres Villa Alegría (ubicados al norte del Valle de Tehuacán-Cuicatlán) y del travertino Cerro Prieto (ubicado al sur del valle) revelan una alta diversidad de taxa. Los análisis estadísticos multivariados de conglomerados y componentes principales (ACP) muestran claras agrupaciones de elementos florísticos, los cuales sugieren que durante el Plioceno-Pleistoceno la vegetación estaba integrada a nivel regional por un bosque mesófilo de montaña (posiblemente con un sotobosque rico en Cyatheaceae), bosque de pino-encino, bosque de galería y chaparral, así como bosque tropical caducifolio. Durante el Pleistoceno, las condiciones climáticas al sur del Valle de Tehuacán-Cuicatlán fueron ligeramente más húmedas que al norte durante el Plioceno, como lo confirman los conjuntos paleopalinológicos recuperados del travertino Cerro Prieto. La vegetación en el valle se distribuía a través de un gradiente altitudinal de humedad generado por su topografía. Con base en estudios geológicos previos, el ambiente de sedimentación inferido para el travertino de Villa Alegría fue un lago saturado de carbonatos de calcio provenientes de la Sierra Mazateca y el travertino Cerro Prieto fue una zona de inundación en donde probablemente se acumularon aguas enriquecidas en carbonatos de calcio provenientes de la Formación Zapotitlán. Por biozonas de abundancia, se observó una fuerte correlación entre los sedimentos lacustres Villa Alegría y el travertino Cerro Prieto.<hr/>Abstract: Using standard methods, the Pliocene-Pleistocene paleopalynological assemblages recovered from both the Villa Alegría lacustrine sediments in northern Tehuacán-Cuicatlán Valley (TCV) and the Cerro Prieto travertine in the southern portion of the TCV exhibited high taxa diversity. Clear groupings of floristic elements were observed in cluster and multivariate principal components analysis (PCA), suggesting that during the Pliocene-Pleistocene the regional vegetation comprised cloud forest (possibly containing undergrowth rich in Cyatheaceae), pine-oak forest, gallery forest, mexical and tropical deciduous forest. For the Pleistocene, paleopalynological assemblages recovered from the Cerro Prieto travertine suggest that climatic conditions were slightly colder and more humid. The distribution of vegetation harbored by the TCV followed an altitudinal moisture gradient caused by the topography. Based on previous geological studies, the sedimentation environment inferred for Villa Alegría lacustrine sediments was a lake saturated in calcium carbonate sourced from the Sierra Mazateca, while that of the Cerro Prieto travertine was a flood zone in which carbonate-saturated waters from the Zapotitlán Formation accumulated. Based on biozone abundance, strong correlation between Villa Alegría lacustrine sediments and the Cerro Prieto travertine was observed. <![CDATA[Rock deterioration in the masonry walls of the Cathedral Basilica of Aguascalientes, Mexico]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1026-87742017000200138&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: High porosity volcanic tuffs were used to elaborate the masonry of the walls of the Cathedral of Aguascalientes City, at central México. At present, masonry stones show evidences of deterioration, mainly in the lower part of the walls outside the building due to a raising moisture effect and environmental pollution which are causing damages such as flaking, scaling and black crusts. Petrological studies including X-Ray diffractometry and petrophysical analysis as porosity, density and bulk-density determinations as well stone damages survey were carried out to get information on the used rock types to elaborate the masonry walls, their petrological characteristics and physical harms. No compresional testings were developed due to scarse of stone samples, but there are reported data for these stones by others authors. The results allow to identify the stone type most prone to deteriorate, the mechanism of stone deterioration, and the factors accelerating deterioration. Although results have a pragmatic use for restoration works of the Cathedral of Aguascalientes City, the methodology applied could be used for determining the stone vulnerability to deteriorate in heritage buildings anywhere abroad.<hr/>Resumen: Se utilizaron tobas volcanicas de alta porosidad para construir los muros de mamposteria de la Catedral de la ciudad de Aguascalientes, en el centro de mexico. En la actualidad, la mamposteria de piedra muestra evidencias de deterioro, principalmente en la parte inferior de las paredes exteriores debido al efecto de la humedad y la contaminacion ambiental que está causando daños tales como microdescamación, descamación y pátina. Se realizaron estudios petrológicos que incluyeron difractometría de rayos X y analisis petrofísico como determinaciones de porosidad, densidad y densidad aperente, asi como un levantamiento de daños de piedra para obtener informacion sobre los tipos de rocas utilizados para elaborar los muros de mamposteria, sus características petrológicas y daños físicos. No se desarrollaron pruebas compresionales debido a la falta de muestras de piedra pero hay datos reportados para estas piedras por otros autores. Los resultados permiten identificar el tipo de piedra más propenso a deteriorarse, el mecanismo de deterioro de la piedra, y los factores que aceleran el deterioro. Aunque los resultados tienen un uso pragmático para las obras de restauración de la Catedral de la ciudad de Aguascalientes, la metodología aplicada podría ser utilizada para determinar la vulnerabilidad de las rocas a deteriorarse en edificios patrimoniales en cualquier lugar del exterior. <![CDATA[Morphometric analysis of river basins using GIS and remote sensing of an Andean section of Route 150, Argentina. A comparison between manual and automated delineation of basins]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1026-87742017000200150&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract: A morphometric analysis using Geographic Information System and Remote Sensing tools was performed to study the Agua Negra River basin, in the Central Andes of western Argentina. Well-delineated drainage basin boundaries are a critical factor in numerous natural resources studies such as flood assessment, water-usage, basin protection, preservation, planning, and resources management. In spite of their advantages, morphometry and automatic delineation of basins have rarely been applied in western Argentina. Through such an approach, the current study has successfully used computer-assisted methods and digital elevation models to delineate 17 basins through which a section of International 150 road passes. The resulting automated delineations were later compared with digital-manual delineations made with digital satellite imagery and topographic maps. The computer-assisted delineation compared very well to the digital-manual delineations, generally following drainage divides. The work load (including reprocessing and editing) was sharply decreased with the DEM computer-assisted delineating method, because digitally derived polygonal sub-basins areas were delineated in shorter times than those of the conventional manual method. Statistically, the absolute difference between computer-assisted and manually-derived basin area delineations was 5.29 percent, in average, on a range of 0.50 - 13.83 percent. In addition, a peak discharge analysis has been done as well. The slight differences in some results were irrelevant, when realizing the amount of resources and time saved with the automated techniques.<hr/>Resumen: Se presenta un análisis morfométrico de cuencas en los Andes Centrales del oeste de Argentina, mediante el uso de Sistemas de Información Geográfica y sensores remotos. La correcta identificación de cuencas resulta prioritaria en numerosos estudios como el manejo de inundaciones, manejo de aguas, protección de cuencas, preservación y planificación de recursos hídricos. Si bien el análisis automático de cuencas es una herramienta de uso común, no se es muy aplicado en estudios de cuencas Argentinas. En el presente estudio se han delineado exitosamente 17 cuencas mediante el método automático y modelos digitales de elevación (MDE), en una sección de la ruta International 150. Estas 17 cuentas delineadas se compararon posteriormente con aquellas cuencas delineadas manualmente. La delineación automática se compara muy bien con las delineaciones manuales, generalmente siguiendo las divisorias de agua, además mediante el método automático se reduce notablemente la carga de trabajo incluido el reprocesamiento y la edición. Estadísticamente, la diferencia absoluta entre las áreas delimitadas automáticamente y derivada manualmente fue del 5.29 por ciento, en promedio, en un rango de 0.50 a 13.83 por ciento. Finalmente, se realizó un análisis de descarga máxima. Las ligeras diferencias en algunos resultados fueron irrelevantes, al considerar la cantidad de recursos y el tiempo ahorrado con las técnicas automatizadas.