Detection and analysis of morphotectonic features utilizing SRTM 90m and GIS: an example in "Alta Guajira" peninsula, Colombia
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The present research investigates the preferential orientations of morphological features and its relationship with the spatial orientation of tectonic structures in the 'Alta Guajira' peninsula. An SRTM DEM of 90m-resolution data was used to automatically extract geological lineaments and drainage network, which were mapped with the use of GIS techniques. Morphotectonic features were analyzed through the frequency of azimuth and length density distributions. Tectonic controls of the Caribbean plate over the zone were evaluated using previous geological studies of the zone, so the geological map from the SGC (Colombian Geological Service) was used for the terrain analysis. In the same way, a geometrical and oriented azimuth comparison between the automated extracted lineaments and the fault system reported by the SGC were done showing that the major structural trends over the area are N-S and NE-SW. Streams over the surface are divergent and show various anomalies when they transect faults and lineaments, so an orientation analysis of streams were done showing that the preferred azimuth trends for the streams are similar to the result obtained for the lineaments. This was corroborated with an orientation analysis done for the extracted rivers from the SGC geological map. The similarity in the orientation patterns of lineaments and drainage systems highlights the control exerted by geomorphological features. A temporal evolution of the lineament trend through the geological time was done dividing the lineaments into five groups based on the main age of host rocks outcropping in the zone. Lineament trends over the geological time show the evolution of the Caribbean plate since the Cretaceous, highlighting the NE-SW direction motion that the plate has been suffered since then.
Resumen
La presente tesis investiga las orientaciones morfológicas preferenciales y su relación con la orientación espacial de las estructuras tectónicas en la península de Alta Guajira. Se utilizó un DEM SRTM de datos de resolución de 90 m para extraer automáticamente los lineamientos geológicos y la red de drenaje, los cuales se mapearon mediante el uso de técnicas GIS. Las características morfotectónicas se analizaron a través de la frecuencia de azimut y las distribuciones de densidad. Los controles tectónicos de la placa del Caribe sobre la zona se evaluaron utilizando estudios geológicos previos de la zona, por lo que el mapa geológico del SGC (Servicio geológico colombiano) se utilizó para el análisis del terreno geológico. De la misma manera, se realizó una comparación de azimut geométrica y orientada entre los lineamientos y el sistema de fallas reportado por el SGC, demostrando que las tendencias estructurales más importantes en el área son N-S y NE-SW. Los drenajes sobre la superficie son divergentes y muestran varias anomalías cuando intersecan fallas y lineamientos, por lo que se realizó un análisis de orientación de las corrientes, el cual muestra que las tendencias de azimut preferidas son similares a los resultados obtenidos para los lineamientos. Esto se corroboró con un análisis de orientación realizado para los ríos extraídos del mapa geológico SGC. La similitud en los patrones de orientación de lineamientos y sistemas de drenaje destaca el control ejercido por las características geomorfológicas. Una evolución temporal de la tendencia de lineamientos a través del tiempo geológico se realizó dividiendo los lineamientos en cinco grupos según la edad geológica de las rocas aflorantes en la zona de estudio. Las tendencias de alineación de estos lineamientos a lo largo del tiempo geológico son reflejo de la evolución de la placa del Caribe desde el Cretácico, destacando el movimiento dextral en dirección dirección NE-SW que la placa ha sufrido desde entonces.