INTRODUCCIÓN

El uso de ArcGIS en el campo de la geología, particularmente en la elaboración de planos de Unidades de Geología para Ingeniería, ha revolucionado la forma en que se gestionan y visualizan los datos geoespaciales. En Colombia, el Servicio Geológico Colombiano (SGC) establece una serie de normativas y lineamientos técnicos para la clasificación, mapeo y presentación de las Unidades de Geología, elementos clave en la planificación y desarrollo de proyectos de ingeniería.

ArcGIS, como una herramienta avanzada de Sistemas de Información Geográfica (SIG), facilita el manejo, análisis y representación de los datos geológicos, permitiendo integrar información topográfica, geofísica, geotécnica y estructural. Esto resulta crucial para la identificación de zonas con características geológicas específicas que puedan influir en la estabilidad y seguridad de infraestructuras, como edificios, carreteras o represas.

La elaboración de planos de Unidades de Geología para Ingeniería, apoyada en ArcGIS, permite representar detalladamente las diferentes unidades geológicas en un área de estudio. Estas unidades son fundamentales para el análisis de factores como la distribución de suelos, la resistencia de las formaciones rocosas, los riesgos sísmicos o los procesos de erosión. Además, la plataforma ArcGIS ofrece herramientas especializadas que ayudan en la delineación de mapas temáticos, la modelación espacial y la simulación de escenarios geológicos, optimizando la toma de decisiones en la ingeniería civil.

A través de ArcGIS, los geólogos e ingenieros pueden generar representaciones precisas y actualizadas de las condiciones geológicas de un terreno, lo que facilita la evaluación de riesgos y la planificación de proyectos con base en un conocimiento profundo y detallado de la geología local. Esto no solo mejora la seguridad y la sostenibilidad de los proyectos, sino que también contribuye a una gestión más eficiente y responsable de los recursos naturales y del entorno geológico.

El uso de ArcGIS en el mapeo de Unidades de Geología para Ingeniería en las minas es de vital importancia, ya que proporciona herramientas y funcionalidades que permiten un análisis detallado y preciso de las formaciones geológicas subterráneas y superficiales en áreas mineras. En el contexto de la minería, la correcta identificación, clasificación y delimitación de las unidades geológicas es fundamental para optimizar la explotación de los recursos minerales, garantizar la seguridad de las operaciones y minimizar los impactos ambientales. 

ANTECEDENTES

La actividad minera en el municipio de Paime, ubicado en el departamento de Cundinamarca, Colombia, ha estado históricamente vinculada a la explotación de minerales como el hierro, el plomo y el zinc. Estas actividades han sido desarrolladas principalmente por comunidades locales y pequeños mineros, en su mayoría mediante métodos artesanales.

Según el diagnóstico y evaluación socioambiental de la cuenca del río Minero, elaborado por la Corporación Autónoma Regional (CAR), las áreas de explotación minera en Paime incluyen yacimientos de esmeraldas, hierro, plomo, zinc y caliza. Este informe destaca la importancia de estas actividades para la economía local, aunque también señala la necesidad de implementar prácticas sostenibles para mitigar los impactos ambientales asociados. 

En términos geológicos, la región de Paime se encuentra en la Cordillera Oriental de los Andes colombianos, una zona reconocida por su potencial mineral. Estudios geoquímicos realizados por el Servicio Geológico Colombiano (SGC) han identificado la presencia de elementos como zinc y plomo en formaciones geológicas cercanas, como la Formación Paja, que afloran en áreas vecinas a Paime y Yacopí. Estos hallazgos sugieren que la región posee un potencial significativo para la explotación de estos metales.

Aunque no se dispone de información detallada sobre proyectos mineros específicos en Paime, la presencia de estos minerales en la región, junto con la tradición minera local, indica que la actividad extractiva ha sido una parte integral de la comunidad. Sin embargo, es fundamental que se promuevan prácticas mineras responsables que equilibren el desarrollo económico con la conservación ambiental y el bienestar social.

DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

Paime es un municipio de Colombia situado al norte del departamento de Cundinamarca, en la provincia de Rionegro. Se encuentra a aproximadamente 141 kilómetros al norte de Bogotá, limitando con los municipios de Yacopí, Topaipí, Villagómez y San Cayetano, en Cundinamarca, y con Muzo y Coper, en Boyacá.

Fundado el 28 de septiembre de 1617 por Álvaro Castrillón y Juan García Duque, el nombre "Paime" proviene de la lengua de los panches, una comunidad indígena local. A lo largo de los años, la economía del municipio ha estado principalmente basada en la agricultura y la ganadería, destacándose cultivos como maíz, café, plátano, yuca, tomate de árbol y cítricos, especialmente la naranja. En las últimas décadas, se ha registrado una disminución significativa de los bosques naturales y un aumento de las áreas destinadas a pastos para la ganadería, mientras que la extensión de la tierra dedicada a la agricultura ha permanecido en términos generales estable.

Con coordenadas geográficas de 5.37081° de latitud norte y -74.15282° de longitud oeste, Paime se localiza a una altitud de 966 metros sobre el nivel del mar. Su población, estimada en unos 6.700 habitantes, se distribuye en cuatro inspecciones (Tudela, Cuatro Caminos, Venecia y El Plomo) y 36 veredas.

En 2024, se destinó una inversión superior a los 400 millones de pesos para desarrollar un modelo de ordenamiento productivo sostenible, con el objetivo de evaluar la capacidad de uso del suelo en varios municipios, entre ellos Paime. Este proyecto busca promover una gestión agrícola más eficiente y respetuosa con el medio ambiente. Además, se han realizado estudios para identificar factores de riesgo como parte del proceso de planificación del ordenamiento territorial, con el propósito de equilibrar la producción agrícola, la conservación del entorno y la mitigación de los riesgos naturales.

La Mina Tomasa, se encuentra ubicada en la Vereda Jamaica, al noreste del municipio de Paime, donde afloran rocas sedimentarias de la Formación Chiquinquirá, las cuales contienen una serie de vetas de cuarzo con mineralizaciones de plomo y zinc.

OBJETIVOS DEL PROYECTO

• Identificar las unidades litoestratigráficas que afloran en la superficie del municipio de Paime.
• Reconocer y describir las principales estructuras geológicas, como pliegues y fallas, presentes a nivel regional en el municipio de Paime.
• Definir y caracterizar las Unidades de Geología para Ingeniería presentes en la Mina Tomasa.
• Elaborar un plano geológico que represente las Unidades de Geología para Ingeniería en la Mina Tomasa.

PROCEDIMIENTO

De manera general, para llevar a cabo dicho proyecto, inicialmente se realizó una recopilación de información secundaria referente al área de estudio, seguido por una fase de campo, donde se llevó a cabo la identificación y caracterización litológica y de las vetas minerales de importancia económica existentes en la zona, finalizando con la elaboración de una plano de Unidades de Geología para Ingeniería (UGI), realizado con distintas herramientas y geoprocesos que se encuentran dentro del entorno del software ArcGIS desarrollada por ESRI. 

Metodología

El proceso metodológico empleado para la elaboración del mapa de Unidades de Geología para Ingeniería (UGI) de la Mina Tomasa se dividió en cuatro fases: 

1. Fase de aprestamiento.
2. Fase de caracterización.
3. Fase de oficina.
4. Fase de Revisión

Fase de Aprestamiento

En esta fase se recopila la información de estudios realizados previamente en el área de interés, además de información necesaria para evaluar la zona, tal como imágenes satelitales, fotografías aéreas multitemporales, asimismo planos, artículos y proyectos de diferentes entidades relacionadas; de forma general se realiza la consulta de cualquier información que contenga datos relevantes y se asocie a la zona del presente estudio, ayudando con el desarrollo de este. A continuación, se presentan algunas de las fuentes consultadas:

• Memoria explicativa de la geología de las Plancha 189 La Palma, a escala 1:100.000; Erasmo Rodríguez y Carlos Ulloa, (INGEOMINAS 1994).
• Memoria explicativa de la geología de las Plancha 208 Villeta, a escala 1:100.000; Jorge Acosta y Carlos Ulloa, (INGEOMINAS 2001).
• Mapa de geología de las Plancha 189 La Palma, a escala 1:100.000; Erasmo Rodríguez y Carlos Ulloa, (INGEOMINAS 1994).
• Mapa de geología de las Plancha 208 Villeta, a escala 1:100.000; Jorge Acosta y Carlos Ulloa, (INGEOMINAS 1998).
• Memoria explicativa del mapa geomorfológico aplicado a movimientos en masa de la Plancha 189 La Palma, a escala 1:100.000; Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, (SGC 2018).
• Mapa geomorfológico aplicado a movimientos en masa de la Plancha 189 La Palma, a escala 1:100.000; Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, (SGC 2018).
• Esquema de Ordenamiento Territorial del Municipio de Paime, Departamento de Cundinamarca, año 2000.

Con base a lo recopilado en esta fase de aprestamiento, se realizó el mapa que se muestra a continuación, donde se representan las unidades litoestratigráficas y las estructuras geológicas que rigen la geología regional del municipio de Paime.

Estratigrafía Regional

El municipio de Paime se encuentra conformado por unidades de rocas sedimentarias del Cretácico Superior e Inferior, las cuales se definidas en la Memoria explicativa de la geología de las Planchas 189 La Palma y 208 Villeta, ambas a escala 1:100.000.

• Formación Plaeners (Kgspl)

Hubach (1931) utiliza inicialmente el término Plaeners, bajo la denominación de nivel, horizonte y posteriormente en 1957, con la categoría de miembro, para referirse a la secuencia arcillosa– lidítica, que se localiza en la parte media de la Formación Guadalupe Superior. Renzoni (1968) eleva el Miembro Plaeners a la categoría de formación y propone como secciones de referencia la cantera Bella Suiza, cerca de Usaquén, en la ciudad de Bogotá y la carretera Bogotá – Choachí, en la bajada hacia las cabeceras de la quebrada Raizal, en las cuales la unidad litoestratigráfica se presenta completa. Pérez & Salazar (1978) proponen como sección tipo la secuencia que aflora en el cerro comprendido entre las quebradas Rosales y La Vieja. 

La sucesión litológica considerada en este trabajo como Formación Plaeners aflora en franjas alargadas, con morfología suavemente ondulada; en el sector oriental de la plancha, la unidad se extiende desde la Vereda Rincón Santo hasta el alto Las Tablas, con dirección N10°E, en el cierre del sinclinal y al occidente de valle del río Subachoque, en la serranía El Tablazo, donde se presenta afectada por fallas.

• Formación Arenisca Dura (Ksgd)

Corresponde a la unidad litoestratigráfica inferior del Grupo Guadalupe y su nombre se debe a Hubach (1957), quien empleó el término como Miembro Arenisca Dura, estableciendo como localidad tipo la angostura del río San Francisco de Bogotá “arriba del puente de la carretera de circunvalación”. Renzoni (1962) lo eleva al rango de formación y propone como sección de referencia la secuencia de areniscas cuarzosas, de grano fino, con niveles de liditas que afloran a lo largo de la carretera Choachí – Bogotá. Pérez & Salazar (1978) proponen como sección tipo la secuencia que aflora por el carreteable al cerro El Cable, al oriente de la ciudad de Bogotá. 

Las secuencias litológicas con características similares a las descritas por los anteriores autores afloran en la Plancha 208 Villeta a manera de franjas alargadas, con fuerte expresión topográfica y laderas abruptas, las cuales conforman en la parte oriental de la plancha las lomas de Molano, Los Micos y La Cuchilla, el cerro Galeano, el alto Matarredonda, la cuchilla de Paramillo y los cerros Pedregoso, Carrasposo y Piñuela. La unidad también aflora al occidente del valle del río Subachoque, donde la unidad hace parte del páramo de Agua Blanca, la cuchilla El Tobal, el alto del Tigre y la base de la serranía de El Tablazo.

• Formación Conejo (Kscn)

Formación Conejo es el nombre propuesto por Renzoni (1967, publicado en 1981) para definir la sucesión bien expuesta en el camino que se desprende del carreteable Oicatá – Chivatá, en la localidad de Pontezuela y que

conduce a la Vereda San Rafael, bordeando el alto El Conejo. En esta localidad está constituida principalmente por shales con niveles de arenisca y esporádicas calizas. En este sector, la formación yace sobre el Grupo Churuvita y por debajo de la Formación Plaeners. En el área de Sáchica – Tunja, según el autor, la parte superior de la formación corresponde probablemente a la denominada Arenisca Dura de la Sabana de Bogotá. Rodríguez & Ulloa (1979) utilizan el término de Formación Conejo para referirse a la secuencia de shales que infrayacen el Grupo Guadalupe y suprayacen las limolitas silíceas de la Formación Frontera.

• Formación Simijaca (Kss)

El nombre Formación Simijaca fue propuesto por Ulloa & Rodríguez (1991) para describir una sucesión de lodolitas y limolitas gris oscuras, con intercalaciones de arenitas de cuarzo, en parte arcillosas, que afloran en la quebrada Don Lope al sur de la población de Simijaca y en el área de Sutamarchán, paralela a la quebrada Morisco (Plancha 190 Chiquinquirá). Esta unidad litoestratigráfica aflora en el costado noreste del área estudiada, y constituye parte del flanco E del Sinclinal del Alto de La Esmirla y al sur de la cuchilla de Peña Blanca. También se presenta en la vía que conduce de San Cayetano a Pinipay, límite de las planchas 208 Villeta y 209 Zipaquirá, en donde se levantó una sección estratigráfica.

• Formación Pacho (Ksip)

Ulloa (1982) utiliza el término de limolitas de Pacho para referirse a la secuencia que aflora en los alrededores del Municipio de Pacho. En este trabajo se utiliza el nombre y rango de Formación Pacho, en sentido informal, para designar esa misma unidad. La formación se presenta en forma extensa en el sector nororiental de la plancha y en menor grado en la parte suroriental. 

El conjunto aflora claramente en los constados de la carretera que conduce de Pacho hacia La Palma, paralela al río Negro. En esa localidad hace parte del flanco oriental del Sinclinal de Villa Gómez; allí se levantó la sección estratigráfica de la parte superior y media del conjunto (segmento 2, 3, 4 y 5) y en el flanco oeste de la misma estructura se observó la sección de su parte inferior (segmento 1), debido a su mejor exposición. 

• Formación Arenisca de Chiquinquirá (Kichi)

El nombre Areniscas de Chiquinquirá fue propuesto por Rodríguez & Ulloa (1979) para designar los estratos arenoso lutíticos, que afloran en la carretera Sutamarchán Chiquinquirá (Plancha 190 Chiquinquirá cuadrículas 8B y 9B). Ulloa y Rodríguez (1991) afirman que la Formación Arenisca de Chiquinquirá podría corresponder con la parte superior de la Formación Une.

Las areniscas de esta formación están compuestas por cuarzo tanto en granos subredondeados y subangulares como en microcristales que hacen parte del cemento; le siguen en proporción los porcentajes de fragmentos de rocas, principalmente arcillolitas, chert y en menor cantidad micas y feldespatos. Basado en estas características, las areniscas se clasifican como litorenitas. 

Las Areniscas de Chiquinquirá en el área de Paime, afloran formando La Cuchilla, El Palmar y los altos de La Soledad y La Piedra (Plancha 189, Cuadrículas 10G y 10H), donde consta de capas muy gruesas de areniscas de cuarzo, de grano fino, de color gris oscuro a negro que buzan hacia el este, formando el flanco occidental del Sinclinal de Tudela. Más hacia el sur de esta localidad, la formación va cambiando a facies predominantemente limolíticas.

• Grupo La Palma (Kipa)

En el noreste y este del área de estudio (Plancha 189, cuadrículas 10D, 11E), las rocas que infrayacen la Formación Areniscas de Chiquinquirá han sido diferenciadas en la Formación Paja y los conjuntos Arenoso-Lutítico y Lutítico. Debido a que el Conjunto Arenoso Lutítico hacia el sur del área, cambia a facies limolíticas, estas tres unidades litoestratigráficas no se individualizan litológicamente, de tal manera que, en una gran extensión de la zona estudiada, la sedimentación se uniformiza, formando una secuencia muy espesa de sedimentos finos, limosos y arcillosos en la cual es imposible trazar contactos entre unidades litoestratigráficas. Por esta razón, se propone en este trabajo el término de Grupo La Palma, para representar una secuencia estratigráfica que aflora en una gran extensión en la parte central del área y que consta en la región entre San Antonio de Aguilera (Plancha 189, Cuadrícula 9H) y Topaipí (Cuadrícula 8H), de una serie monótona y espesa de limolitas, lutitas y arcillolitas grises claras a negras, moscovíticas, con intercalaciones de estratos delgados de areniscas arcillosas, de grano fino, verde oscuras, en capas gruesas hasta de 0,50m de espesor y esporádicas capas delgadas de arcillolitas calcáreas. Con frecuencia se presentan hacia la parte media de la secuencia y dentro de las limolitas, nódulos huecos, que alcanzan hasta 30cm de largo y 10cm de ancho, con el eje mayor paralelo a la estratificación, y a veces son piritosos y fosilíferos. El espesor total de la secuencia estratigráfica, con base en cortes geológicos se estima que varía entre 1.200 y 1.400m. El techo del Grupo La Palma, formado principalmente por lutitas arcillosas infrayace en forma concordante a la Formación Areniscas de Chiquinquirá y su contacto corresponde a cambios litológicos bien definidos; su límite inferior se halla en contacto fallado con el Grupo Guaguaquí.

De acuerdo con las dataciones de esta fauna, el Grupo La Palma abarca un intervalo de tiempo comprendido desde el Barremiano hasta el Albiano superior, y cronológicamente representa gran parte de la Formación Paja y los conjuntos Arenoso Lutítico y Lutítico. Las características litológicas de estas rocas, donde se observa pirita y moscovita, así como su fauna, sugieren un ambiente de sedimentación marino de aguas poco profundas y tranquilas, en un medio reductor.

• Conjunto Arenoso Lutítico (Kial)

Se designa con este término informal la sucesión estratigráfica que suprayace a la Formación Paja e infrayace a una sucesión lutítica. Se trata de un cambio lateral de facies de la sucesión que en la Plancha 190, Chiquinquirá ha sido denominada por Ulloa y Rodríguez (1979) como Formación Tablazo y probablemente corresponde a la Formación San Gil Inferior de Renzoni (1967).

Consta al Este de Quípama (Plancha 189, Cuadrícula 11D) de una sucesión de niveles de areniscas cuarzosas, de grano fino, grises oscuras, compactas, en capas gruesas a muy gruesas, de 0,80 a 2m de espesor, con intercalaciones de limolitas, lutitas negras y estratos de calizas arenosas. 

En el área de Paime (Plancha 189, Cuadrícula 11G), el tope de esta unidad litoestratigráfica está definido por una caliza bioesparítica de 30m de espesor, de color gris oscura a negra, estratificada en capas muy gruesas, de la 2m de espesor. Esta secuencia litológica suprayace en forma concordante a la Formación Paja y subyace en igual forma a una sucesión de capas de lutitas; en el área de Muzo y Paime está en contacto fallado con la Formación Simijaca y con una sucesión litológica considerada como una lengüeta inferior de la Formación Conejo. Su espesor se estima que varía entre 300 y 400m, con base en cortes geológicos.

• Formación Socotá (Kis)

Formación Socotá es el nombre dado por Cáceres & Etayo (1969) para referirse a la unidad litoestratigráfica comprendida entre las formaciones Trincheras, infrayacente, e Hiló, suprayacente, y comprende de base a techo los miembros Socotá, Medio, Capotes y Horizonte de Esferitas de Hubach (1931). Martínez (1990) redefine esta unidad y propone elevar a la categoría de formación el Miembro Socotá y emplea el término informal “K4, Lodolitas indenominadas” (Formación Capotes, en el presente trabajo) para abarcar los otros tres miembros litológicos que hacen parte de la Formación Socotá de Cáceres & Etayo (1969). El autor establece como localidad tipo la secuencia que aflora en la quebrada Socotá, carretera Anapoima – Apulo, constituida principalmente de cuarzoarenitas calcáreas. En este trabajo se adopta lo propuesto por Martínez (1990), para el uso de la unidad. En el área estudiada, la Formación Socotá aflora en una franja de dirección norte-sur al occidente de Villeta y hacia el norte se extiende hasta el valle del río Negro, al occidente de Útica; su mejor exposición se presenta sobre la carretera Villeta – Guaduas, donde se midió una sección estratigráfica de 140 m.

Geología Estructural

El municipio de Paime, ubicado en el departamento de Cundinamarca, se caracteriza por una geología estructural compleja que influye significativamente en su topografía y en los procesos geodinámicos de la región. Debido a su geología y topografía montañosa, Paime es susceptible a procesos de movimientos en masa, como deslizamientos y erosión. Estas dinámicas son resultado de la interacción entre las características litológicas, las estructuras tectónicas y factores climáticos, lo que resalta la importancia de una gestión adecuada del territorio para mitigar riesgos geológicos, es decir, la geología estructural de Paime está dominada por una variedad de formaciones del Cretácico y estructuras tectónicas complejas que influyen en su paisaje y en los procesos geológicos activos en la zona de estudio. A continuación, se describen las principales estructuras que se encuentran en el municipio de Paime, divididas en dos (2) bloques.

Bloque 1

Se encuentra limitado al Occidente por la Falla de Guaquimay y al Oriente por la Falla de Paime, esta última de tipo inverso, de dirección N 30° E, con el plano de falla buzando hacia el Occidente, evidenciándose en contacto las unidades litoestratigráficas denominadas Conjunto Arenoso – Lutítico y Lutítico con la Formación Simijaca y la Formación Conejo.

Dicho bloque está conformado por rocas que conforman unidades litoestratigráficas correspondientes a las nomenclaturas de las áreas de Santander y Chiquinquirá y dentro de él se presentan pliegues sinclinales y anticlinales en su mayoría estrechos, relativamente simétricos y limitados por fallas paralelas a los ejes de las estructuras.

• Anticlinal de Tudela

Pliegue estrecho, relativamente simétrico, con buzamientos que varían entre 30° y 40° en ambos flancos, y con su eje orientado en dirección norte-sur, el cual es truncado tanto al norte como al sur.

• Anticlinal de San Isidro

Presenta una dirección Norte - Sur y limitado al Norte por la falla de Guaquimay y al Sur por una falla de rumbo, con una dirección N 15° E. perteneciente a la Formación Areniscas de Chiquinquirá.

• Anticlinal de Aguilera

Corresponde a un pliegue estrecho, relativamente simétrico, con el eje orientado en dirección norte-sur y desplazado en forma sinestral por la Falla de Guaquimay.

• Sinclinal de Tudela

Es una estructura asimétrica, formado por rocas de la Formación Areniscas de Chiquinquirá, cuyo eje presenta una dirección norte – sur y es truncado al norte por la falla de Guaquimay y al oriente está afectado por la falla paralela de la estructura.

• Sinclinal de Paime

Estructura asimétrica, con el flanco occidental más inclinado, cuyo eje presenta una dirección norte – sur y es desplazado al norte por una pequeña falla de rumbo y posteriormente truncado por la falla de Guaquimay. Esta estructura tiene su cierre hacia el sur y su flanco oriental se encuentra afectado por la Falla de Paime.

• Sinclinal de Quípama

Corresponde a una estructura limitada al Sur por una falla de rumbo, con un eje orientado en dirección Norte - Sur N 10° O y limitado al Norte por la Falla de Guaquimay, perteneciente a la Formación Areniscas de Chiquinquirá y al Conjunto Lutítico.

• Sinclinal de Verdúm

Presenta un buzamiento irregular en dirección N 35° O, limitado al sur por la falla de Paime, cerca de la Inspección de Venecia. Perteneciente a la Formación Areniscas de Chiquinquirá.

Bloque 2

Esta limitado al occidente por la Falla de Paime y se caracteriza por presentar una serie de fallas paralelas de tipo inverso, con el plano de falla buzando hacia el occidente y pliegues en general estrechos, asimétricos, con sus ejes orientados con dirección Norte–sur a N 30° E y afectados por la Falla de Paime al occidente y al sur de Paime por una falla de dirección Este–Oeste.

• Anticlinal de Venecia

Formado por rocas pertenecientes a la Formación Simijaca, con dirección Norte - Sur limitado por la Falla de Paime al Norte y al Sur por una falla de dirección Este- Oeste, presenta un rumbo N 10° E.

• Sinclinal de Venecia

Integrado por rocas pertenecientes a las Formaciones Simijaca y Areniscas de Chiquinquirá, con dirección Norte - Sur limitado por la Falla de Paime al Norte y al Sur por una falla de dirección Este - Oeste, presenta un rumbo N 13° E.

• Sinclinal del Alto de La Esmirna

Estructura asimétrica, con el flanco occidental más inclinado que el oriental, formado por rocas pertenecientes al Grupo Guadalupe y cuyo eje de dirección Norte - Sur es truncado al Norte por una falla de dirección Este - Oeste y relevado por otros pliegues.

Fallas Geológicas 

En el municipio de Paime existen dos (2) fallas geológicas de gran importancia, las cuales controlan la geología estructural de la zona.

• Falla de Guaquimay

La Falla de Guaquimay es una estructura geológica ubicada en el departamento de Cundinamarca, Colombia. Esta falla tiene una orientación predominante en dirección norte-sur y desempeña un papel significativo en la configuración tectónica de la región. Geológicamente, la Falla de Guaquimay limita y afecta diversas estructuras plegadas en su entorno. Por ejemplo, el Anticlinal de Tudela, un pliegue estrecho y relativamente simétrico con eje orientado de norte a sur, es desplazado de forma sinestral por esta falla. Asimismo, el Sinclinal de Tudela, una estructura asimétrica compuesta por rocas de la Formación Areniscas de Chiquinquirá, tiene su eje truncado al norte por la Falla de Guaquimay. De igual manera, el Sinclinal de Paime, otra estructura asimétrica con flanco occidental más inclinado es desplazado al norte por una pequeña falla de rumbo y posteriormente truncado por la Falla de Guaquimay.

Además de su influencia en las estructuras plegadas, la Falla de Guaquimay también delimita bloques geológicos. Por ejemplo, el Bloque 1 está limitado al occidente por esta falla y al oriente por la Falla de Paime, presentando en su interior una serie de pliegues sinclinales y anticlinales, en su mayoría estrechos y relativamente simétricos, que están limitados por fallas paralelas a los ejes de las estructuras.

• Falla de Paime

La Falla de Paime es una estructura geológica significativa ubicada en el departamento de Cundinamarca, Colombia. Esta falla inversa se orienta en dirección noreste (N 30° E) y su plano de falla se inclina hacia el occidente. Su presencia es determinante en la configuración tectónica de la región, ya que delimita bloques geológicos y afecta diversas estructuras plegadas en su entorno.

Fase de Caracterización

Esta fase consistió en la realización de un trabajo de campo, en la que luego de haber hecho el debido reconocimiento del terreno y del componente regional que prevalece en la zona circundante, se procede a la caracterización del área de estudio, la cual corresponde a la exploración geológica con el objeto de identificar y caracterizar la geología a nivel de Unidades de Geología para Ingeniería (UGI). A lo largo de esta campaña de campo se realizaron recorridos y estaciones en puntos de interés asociados con la definición de las características geológicas y estructurales dentro del área de estudio, totalizando 16 puntos de control dentro del predio correspondiente a la Mina Tomasa.

Tabla 1. Coordenadas de los puntos de control tomados en la Mina Tomasa.

Fase de Oficina

En esta fase se procedió a elaborar el análisis e interpretación de datos obtenidos durante las fases descritas anteriormente, con el fin de realizar los respectivos planos e informe técnico final, el cual contiene las diferentes características geológicas a nivel de Unidades de Geología para Ingeniería (UGI), teniendo en cuenta las propiedades mecánicas y geotécnicas de los diferentes materiales existentes en el área de interés económico.

Fase de Revisión

Finalmente, luego de generar todos los resultados, se procedió a una revisión detallada de cada elemento, con el fin de corregir algunos detalles o errores cometidos durante la elaboración de los productos, tales como ortografía, salidas gráficas, entre otros.

RESULTADOS

Para el área que conforma a la Mina Tomasa, localizada en la vereda Jamaica, del municipio de Paime se definieron un total de once (11) Unidades de Geología para Ingeniería, las cuales, presentan un origen asociado a depósitos antrópicos, suelos transportados y unidades derivadas de roca in situ. Dentro de las unidades antrópicas identificadas y definidas se encuentran un Suelo antrópico de llenos de depósitos y escombros mineros (Salldem), un Suelo antrópico de llenos de excavación minera (Sallem) y un Suelo antrópico de llenos gravo arcillosos (Sallga).

Por otra parte, las unidades de suelos transportados que se identificaron fueron definidas como: Suelo transportado aluvial de cauce intermitente (Staci), Suelo transportado aluvial de cauce activo (Staca), Suelo transportado de depósito de ladera (Stdl) y Suelo transportado de depósito de talus (Stdt). Mientras que las unidades derivadas de roca in situ se identificaron como: Suelo residual saprolito a roca de la Formación Arenisca de Chiquinquirá (Srsrfach), Roca muy blanda lodolita de la Formación Arenisca de Chiquinquirá (Rmblfach), Roca blanda lodolita de la Formación Arenisca de Chiquinquirá (Rblfach) y Roca intermedia arenisca con lodolita blanda de la Formación Arenisca de Chiquinquirá (Rialbfach).

Tabla 2. Unidades de Geología para Ingeniería de la Mina Tomasa.

Roca muy blanda lodolita de la Formación Arenisca de Chiquinquirá (Rmblfach)

Esta unidad se caracteriza por ser una roca sedimentaria clástica muy blanda, formada por la compactación de lodo, compuesto principalmente por partículas finas de arcilla y limo, presentando una baja cohesión y además suele ser poco consolidada. A continuación, se muestran los pasos llevados a cabo para la caracterización de los macizos rocosos, relacionados con las lodolitas correspondientes a dicha unidad.

Roca blanda lodolita de la Formación Arenisca de Chiquinquirá (Rblfach)

Esta unidad se caracteriza por ser una roca sedimentaria frágil, formada por la compactación de lodo, compuesto principalmente por partículas finas de arcilla y limo, presentando una baja cohesión y además suele ser poco consolidada. A continuación, se muestran los pasos llevados a cabo para la caracterización de los macizos rocosos, relacionados con las lodolitas correspondientes a dicha unidad.

Roca intermedia arenisca con lodolita blanda de la Formación Arenisca de Chiquinquirá (Rialbfach)

Dicha unidad está conformada por una intercalación de areniscas de dureza intermedia con lodolitas frágiles y meteorizadas. A continuación, se muestran los pasos llevados a cabo para la caracterización de los macizos rocosos, relacionados con las areniscas y lodolitas correspondientes a dicha unidad.

Suelo residual saprolito a roca de la Formación Arenisca de Chiquinquirá (Srsrfach)

Corresponden a aquellas unidades que inicialmente formaban parte de un macizo rocoso de la Formación Arenisca de Chiquinquirá y que a través del tiempo han experimentado procesos de alteración, meteorización y erosión, llegando a ser transformadas en lo que hoy día se conoce como suelo residual saprolito a roca, caracterizándose por la conservación de algunas de sus estructuras originales como la estratificación.

Suelo transportado aluvial de cauce activo (Staca)

Corresponde a depósitos recientes transportados y depósitos por las corrientes de los cauces de los principales ríos y quebradas o drenajes, es decir, hace referencia a los sedimentos depositados por la acción del agua en el lecho del río o en sus márgenes. Estos suelos suelen estar compuestos por materiales heterogéneos, como arenas, gravas y limos, que han sido transportados y redistribuidos por la corriente. Su estabilidad y composición pueden cambiar con el tiempo debido a la dinámica fluvial.

Suelo transportado aluvial de cauce intermitente (Staci)

Corresponde a un depósito de sedimentos transportados por el agua y acumulados en el lecho o márgenes de un cauce que no tiene flujo de agua permanente, es decir, donde los ríos y quebradas transportan sedimentos solo durante períodos de precipitación intensa.

Suelo transportado de depósito de ladera (Stdl)

Es un tipo de suelo que ha sido removido de su lugar de origen y acumulado en las pendientes o al pie de una ladera debido a la acción de la gravedad, con o sin la intervención de otros agentes como el agua o el viento. Este tipo de suelo es común en zonas montañosas o con pendientes pronunciadas, donde la gravedad juega un papel clave en la movilización y acumulación de materiales.

Suelo transportado de depósito de talus (Stdt)

Es un tipo de suelo que ha sido desplazado desde su lugar de formación original y depositado al pie de una pendiente o acantilado debido a procesos gravitacionales, como la caída de rocas, deslizamientos o reptación del suelo. Los depósitos de talus suelen estar compuestos por fragmentos angulosos de roca y suelo de distintos tamaños, acumulados en la base de laderas empinadas. Estos materiales no están consolidados y presentan una alta porosidad e inestabilidad, lo que los hace susceptibles a movimientos en masa y erosión.

Suelo antrópico de llenos y depósitos de excavación minera (Salldem)

Son suelos que se han formado por material removido y que, a su vez, se han acumulado en algunos sectores, formando unos depósitos constituidos por una mezcla de material sedimentario y de escombros, como resultado de excavaciones realizadas durante la ejecución de labores de explotación minera.

Suelo antrópico de llenos de excavación minera (Sallem)

Son aquellos que han sido modificados por actividades humanas, específicamente por la explotación minera, y posteriormente rellenados con materiales de diversa procedencia. Estos suelos se encuentran en áreas de explotación minera donde, tras la extracción del mineral, se rellenan las excavaciones con materiales sobrantes o externos, en algunos casos con fines de recuperación ambiental.

Suelo antrópico de llenos de gravo arcillosos (Sallga)

Son suelos que se han formado por material removido y dispuesto en algunos sectores, como resultado de excavaciones realizadas durante la ejecución de labores de construcción de obras públicas y/o privadas. Para el caso de la mina La Juana, esta unidad se encuentra representada en gran parte por la construcción de vías de acceso, donde se identifican granos de tamaño grava mezclados con material de tamaño arcilla. 

CONCLUSIONES

• El uso de ArcGIS en la elaboración de planos y el análisis de Unidades de Geología para Ingeniería (UGI) ha representado una revolución en la forma en que se gestionan y visualizan los datos geoespaciales en la minería. A través de esta herramienta tecnológica, es posible integrar múltiples fuentes de información, como datos topográficos, geofísicos, geotécnicos y estructurales, en una plataforma unificada. Esto ha permitido a los geólogos e ingenieros realizar un análisis espacial detallado de las características geológicas del área de la Mina Tomasa, lo que resulta esencial para la correcta planificación de las operaciones mineras y la gestión de riesgos. Además, la capacidad de ArcGIS para generar mapas temáticos, modelar escenarios geológicos y simular cambios en el terreno hace que las decisiones tomadas durante el diseño y ejecución de proyectos sean más informadas y efectivas.
• La zona de Paime, en Cundinamarca, presenta una geología compleja y variada, dominada por unidades litoestratigráficas que corresponden a diferentes periodos geológicos del Cretácico Superior e Inferior. Estas formaciones, tales como la Formación Arenisca de Chiquinquirá y la Formación Simijaca, están sometidas a la influencia de estructuras tectónicas complejas como pliegues, fallas y sinclinales. Esta complejidad estructural tiene implicaciones directas sobre la estabilidad de las infraestructuras mineras y las posibles afectaciones al terreno, ya que las fallas y pliegues pueden alterar la distribución de los recursos minerales y generar riesgos sísmicos o movimientos en masa. Las actividades mineras en esta zona deben estar cuidadosamente gestionadas para evitar que la inestabilidad geológica afecte tanto a la seguridad de los trabajadores como a la infraestructura del proyecto.
• La identificación y clasificación de las Unidades de Geología para Ingeniería (UGI) en la Mina Tomasa es fundamental para entender las propiedades geotécnicas y mecánicas del terreno. Cada una de las unidades, que incluyen suelos antrópicos, transportados y derivados de roca in situ, posee características específicas que pueden influir en la estabilidad y la resistencia de las estructuras construidas sobre ellas. Por ejemplo, suelos como el suelo residual saprolito de la Formación Arenisca de Chiquinquirá son más susceptibles a la erosión y a la alteración física, mientras que las rocas lodolíticas presentan baja cohesión, lo que aumenta el riesgo de deslizamientos o colapsos. Comprender estas características es crucial para diseñar medidas de mitigación y para la optimización de la explotación minera, minimizando riesgos y maximizando la eficiencia de las operaciones.
• La minería en Paime ha sido históricamente una fuente de ingresos y desarrollo para la comunidad local, pero, como ocurre con muchas actividades extractivas, presenta desafíos ambientales. Las operaciones mineras en la Mina Tomasa generan desechos sólidos y líquidos que pueden contaminar los cuerpos de agua cercanos y alterar la calidad del suelo. Además, la actividad minera puede afectar la biodiversidad local, tanto por la remoción de suelos como por la contaminación. Es esencial que las prácticas mineras sean evaluadas constantemente para que se implementen estrategias de restauración ecológica, como la reforestación de áreas afectadas, la recuperación de suelos y el tratamiento adecuado de los efluentes. El uso de ArcGIS para monitorear áreas sensibles puede ser una herramienta valiosa para seguir el impacto ambiental en tiempo real y permitir la adopción de medidas correctivas de manera eficiente.
• La seguridad en las operaciones mineras debe ser una prioridad, especialmente en áreas con condiciones geológicas complejas, como la Mina Tomasa. Además de la evaluación constante de las características geológicas a través de ArcGIS, es necesario contar con sistemas de monitoreo geotécnico y sísmico en tiempo real para detectar posibles movimientos de tierra, deslizamientos o fluctuaciones en la estabilidad de las infraestructuras. Implementar sensores geotécnicos, monitoreo de líneas de falla y análisis sísmico constante permitirá a los operadores de la mina anticipar situaciones de riesgo y actuar preventivamente, lo que contribuirá significativamente a la protección de los trabajadores y la preservación de la infraestructura.
• La gestión del terreno en zonas como la Mina Tomasa es crucial debido a la heterogeneidad de los suelos y formaciones rocosas. La presencia de suelos transportados, como los aluviales o de ladera, aumenta la complejidad de la construcción de infraestructuras mineras, ya que estos suelos tienden a ser inestables y propensos a deslizamientos. Por otro lado, las unidades de rocas muy blandas, como las lodolitas de la Formación Arenisca de Chiquinquirá, presentan desafíos en la fundación de estructuras. Para mitigar estos riesgos, es necesario realizar estudios geotécnicos detallados y aplicar técnicas de ingeniería geotécnica avanzadas, como el uso de pilotes o la estabilización de suelos con técnicas de compactación. Además, se deben emplear tecnologías de monitorización continua para detectar posibles fallas en tiempo real.

RECOMENDACIONES

• Se recomienda seguir potenciando el uso de ArcGIS y otras herramientas SIG avanzadas en la minería, no solo para la elaboración de planos geológicos, sino también para la gestión de datos ambientales, el monitoreo en tiempo real de condiciones de seguridad y la evaluación continua de riesgos geotécnicos. La integración de datos geoespaciales, geotécnicos, sísmicos y meteorológicos proporcionará una visión más completa y actualizada del terreno y sus condiciones dinámicas.
• La minería sostenible debe ser una prioridad en la región de Paime, promoviendo la rehabilitación ambiental a través de programas de restauración ecológica. Esto incluye la restauración de áreas afectadas por la minería, la implementación de sistemas de tratamiento de aguas residuales y el control de la erosión del suelo. Además, las zonas de conservación deben ser delimitadas en función de los datos obtenidos con ArcGIS, priorizando la protección de fuentes de agua y áreas de biodiversidad. Es esencial que las autoridades locales y las empresas mineras colaboren en la implementación de normativas ambientales más estrictas.
• Es fundamental que los geólogos, ingenieros y otros profesionales locales reciban capacitación constante en el uso de ArcGIS y otras tecnologías SIG, así como en geología aplicada a la minería. Esta inversión en capacitación contribuirá a la mejora de la gestión geotécnica y a la toma de decisiones informadas, minimizando riesgos en las fases de exploración, extracción y construcción de infraestructura.
• Las prácticas de explotación minera deben evolucionar hacia métodos más responsables y sostenibles. Se debe poner énfasis en la reducción de la huella ecológica, optimizando el uso de recursos naturales y gestionando adecuadamente los residuos. El uso de tecnologías para mejorar la eficiencia de la extracción, así como para reciclar y reutilizar materiales, puede contribuir significativamente a la sostenibilidad del proyecto.
• Para enfrentar los riesgos geotécnicos asociados a la complejidad estructural de la región, se debe desarrollar un plan integral de monitoreo geotécnico y sísmico. Este plan debe incluir la instalación de sensores geotécnicos y un sistema de alerta temprana, que permita reaccionar de manera inmediata ante cualquier indicio de inestabilidad, como deslizamientos de tierra o movimientos sísmicos.
• Es esencial que las comunidades locales participen activamente en los proyectos mineros, tanto en la toma de decisiones como en la supervisión de las actividades. Se recomienda la implementación de programas de consultas públicas y de participación comunitaria, lo que contribuirá a mejorar la aceptación social de las operaciones mineras y a fomentar el compromiso de las comunidades con la conservación ambiental y el desarrollo sostenible.

BIBLIOGRAFÍA

• INGEOMINAS (1994). Memoria explicativa de la Plancha 189 La Palma, a escala 1:100.000.
• INGEOMINAS (1994). Mapa de geología de la Plancha 189 La Palma, a escala 1:100.000.
• INGEOMINAS (1998). Memoria de geología de la Plancha 208 Villeta, a escala 1:100.000.
• INGEOMINAS (2001). Memoria explicativa de la Plancha 208 Villeta, a escala 1:100.000.
• Instituto Geográfico Agustín Codazzi. (2020). Geovisor IGAC. https://geoportal.igac.gov.co
• Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM. (2014). Atlas climatológico de Colombia. Bogotá, Colombia: IDEAM. https://www.ideam.gov.co
• Márquez, C., & González, R. (2010). Geología estructural: Fundamentos y aplicaciones. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia.
• Servicio Geológico Colombiano. (2015). Mapa geológico de Colombia 2015. Bogotá, Colombia: SGC. https://www.sgc.gov.co
• Servicio Geológico Colombiano. (2012). Geología y recursos minerales del departamento de Cundinamarca – Plancha 210 Paime y 188 La Palma. Bogotá, Colombia: SGC. https://www.sgc.gov.co
• Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K., & Tasa, D. (2014). Ciencias de la Tierra: Una introducción a la geología física (11.ª ed.). México: Pearson Educación.
• Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (2018), Memoria explicativa del mapa geomorfológico aplicado a movimientos en masa de la Plancha 189 La Palma, a escala 1:100.000.
• Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (2018), Mapa geomorfológico aplicado a movimientos en masa de la Plancha 189 La Palma, a escala 1:100.000.