geología estructural toño

8/18/2019 Geología Estructural Toño

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Geología estructural

Geología estructural es la rama de la geología que se dedica a estudiar la

corteza terrestre, sus estructuras y la relación de las rocas que las forman. Estudia

la geometría de las rocas y la posición en que aparecen en superficie. Interpreta yentiende la arquitectura de la corteza terrestre y su relación espacial,

determinando las deformaciones que presenta y la geometría su superficial de las

estructuras rocosas.

Esfuerzo

El esfuerzo es la fuerza aplicada sobre un área determinada:

Esfuerzo = F!

"nidades de medida del esfuerzo son #$a% $ascal& 'ar & entre otras. El esfuerzo se

di(ide a su (ez en: Esfuerzo )ormal y Esfuerzo *angencial +o de izalle-. En

casos más complicados de carga debemos considerar tambin el Esfuerzo

de tensión en (ez de la compresión.

/a geometría es la rama de las matemáticas que estudia las formas de los ob0etos

indi(iduales, las relaciones especiales entre (arios ob0etos y las propiedades del

espacio circundante. /a geometría no se limita al estudio de las superficies.

Deformación:

ambio en forma, tama1o y localización de una roca a causa de la presiónaplicada en ella.

/as rocas pueden deformarse de tres maneras:

Elástico: El cuerpo de roca se deforma cuando se lo somete a un esfuerzo pero

(uel(e a su posición original cuando este cesa.

2i supera el límite de elasticidad, la roca puede presentar deformación:

Frágil: El cuerpo de roca se deforma obser(ándose a simple (ista fracturas en la

roca.

34ctil: El cuerpo rocoso se deforma sin que se aprecien a simple (ista fracturas

del bloque de roca.

)o e5iste un límite neto entre la deformación frágil y d4ctil, sino más bien una zona

de transición. 6eneralmente coincide con la escala de obser(ación,

https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttps://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_medidahttps://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)https://es.wikipedia.org/wiki/Barhttps://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_medidahttps://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)https://es.wikipedia.org/wiki/Barhttps://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza


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$liegues: 2on estructuras de deformación producto generalmente de esfuerzos

compresi(os. 2e producen cuando las rocas se pliegan en condiciones de presión

y temperatura altas, lo que les confiere la ductilidad necesaria para que se

generen los pliegues.

Foliaciones: Estructuras planares formadas por la alineación de minerales enplanos preferenciales a tra(s de la roca. 2e producen a ele(adas presiones y

temperatura

Identificación y clasificación de estructuras

Principales estructuras geológicas

omo parte fundamental de cualquier estudio de estructuras geológicas presentes en un

yacimiento, se deben distinguir los tipos de estructuras que están presentes en la roca. 2u ob0eti(o

es identificar sus características e influencia en aspectos de seguridad tales como:

• /a inestabilidad de un talud o galería por presencia de una falla +en este caso se debería

contemplar la posibilidad de fortificar-

/a tendencia estructural definida con un plegamiento.

/a secuencia de encendido para que las operaciones de tronadura sean más eficientes, al e5istir

planos de discontinuidad ya formados.

Planos geológicos y orientación

/a mayoría las rocas de la corteza terrestre muestran (arios tipos de

planos geológicos, los que se puede agrupar en dos grandes

categorías:

Foliaciones primarias

que son las estructuras que se originan antes de la litificación o

formación de rocas. $or e0emplo: estratos, flu0o magmático.

Foliaciones secundarias

que son aquellas que se originan despus de la litificación, ya sea debido a fuerzas tectónicas

presentes en la corteza terrestre +por e0emplo, diaclasas, fallas, esquistosidades- u otras causas,

como por e0emplo, grietas de enfriamiento y estructuras sedimentarias +grietas de resecación-. En

(arias regiones del mundo se encuentra más de una fase tectónica, lo que re(ela la formación de

las rocas en diferentes momentos.

Grietas de

resecación

https://es.wikipedia.org/wiki/Plegamientohttps://es.wikipedia.org/wiki/Foliaci%C3%B3n_(geolog%C3%ADa)https://es.wikipedia.org/wiki/Plegamientohttps://es.wikipedia.org/wiki/Foliaci%C3%B3n_(geolog%C3%ADa)


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Orientación de un plano

• $ara definir matemáticamente la orientación de un plano +medido

en grados- en la naturaleza se recurre a las propiedades de:

Dirección de inclinación

arca 8acia dónde se inclina el plano, o la proyección 8orizontal de la línea del má5imo pendiente.

Rumbo

Es la línea 8orizontal de un plano y se puede definir como la línea que

resulta de la intersección del plano geológico por un plano 8orizontal. Es posible imaginar este

concepto a partir de una superficie de agua +que es siempre 8orizontal-, en la cual se 8unde el

plano 8asta la mitad. /a línea 8asta donde se mo0a el plano es el rumbo.

• Manteo o buzamiento

ide el ángulo que e5iste entre el plano y el plano 8orizontal.


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Diaclasas

/as diaclasas, que quiere decir 0untas, son fracturas en las rocas que no presentan desplazamiento

trans(ersal que sea detectable, sólo manifiestan un poco de mo(imiento e5tensional.

Tipos de diaclasas

/as diaclasas corresponden a foliaciones secundarias, tanto de origen tectónico como no7tectónico,

pero que no tienen desplazamientos. Entre ellas se distinguen:

• Fisuras de enfriamiento

las que se originan durante el enfriamiento de una roca magmática. omo el material caliente

ocupa más espacio que la misma cantidad de materia fría, al enfriarse el

magma, se producen fracturas por la diferencia de (olumen que se

produce.

Grietas de desecación

durante la desecación de un barro o lodo ba0o condiciones atmosfricas

determinadas +sequedad, alta temperatura, radiación solar-, al e(aporarse

el agua o la 8umedad contenida en l, disminuye el espacio ocupado por

el material 84medo y la superficie se rompe en polígonos.

Fisuras de tensión gravitacional (origen tectónico)

sobre estratos inclinados se puede obser(ar ba0o algunas condiciones, un deslizamiento de las

masas rocosas 8acia aba0o. !l comienzo de este fenómeno se abren grietas paralelas al talud.


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/as diaclasas son las fracturas más frecuentes y se presentan en todos los tipos de rocas,

especialmente, al ni(el de la superficie y tambin a grandes profundidades. Estas fracturas pueden

tener dimensiones que se e5tienden desde algunos milímetros 8asta unos pocos metros.

)ormalmente se presentan en una masa rocosa, en la que se pueden obser(ar grupos de

diaclasas 7estructuras paralelas o subparalelas7 yo sistemas de diaclasas que corresponden a

aquellas que se cortan entre sí en ángulos definidos, y tienen una cierta simetría.

!lgunas diaclasas están rellenas con calcita u otros minerales.

Fallas

/a falla corresponde a la fractura que se presenta en las rocas a lo largo de

las cuales 8a tenido lugar un mo(imiento o desplazamiento. Este mo(imiento

produce un plano o zona de falla, que pueden alcanzar un anc8o que (a

desde milímetros 8asta los cientos de metros./os mo(imientos o desplazamientos +salto total- pueden ser peque1os

+milímetros- o muy grandes llegando a alcanzar los cientos de ;ilómetros.

Tipos de fallas

El mo(imiento en las fallas produce algunas estructuras o rocas especiales llamadas estrías,

arrastres, brec8a de falla, milonitas y diaclasas plumosas. Estas estructuras se pueden usar como

indicadores directos de fallas. 2eg4n la dirección del desplazamiento se pueden distinguir dos

grandes grupos de fallas:

•

Fallas con desplazamiento vertical2on aquellas donde el mo(imiento es fundamentalmente paralelo al buzamiento o manteo de la

superficie de falla. Este tipo de mo(imiento puede producir peque1os resaltes denominados

escarpes de falla, producidos por desplazamientos generados por terremotos. /os mo(imientos

(erticales son fallas de ángulo, ya que el mo(imiento es a lo largo del manteo,

8acia arriba o 8acia aba0o.

• $or el mo(imiento descendente del tec8o, las fallas con

desplazamiento (ertical acomodan el alargamiento o la e5tensión de la

corteza.

/as fallas con desplazamiento (ertical a gran escala se asocian con

estructuras denominadas monta1as limitadas por fallas.

• /as pendientes de las fallas con desplazamiento (ertical disminuyen con la profundidad y

se re4nen para formar una falla casi 8orizontal denominada falla de despegue +a Estas se

e5tienden (arios ;ilómetros por deba0o de la superficie y constituyen un límite importante entre

las rocas situadas deba0o +que e58iben deformación d4ctil-, y las situadas encima, las que

demuestran deformación frágil a tra(s de la formación de fallas.


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• Fallas normales o gravitacionales

2on aquellas fallas en las que el bloque de tec8o se desplaza 8acia aba0o en relación con el bloque

de muro. +'loque de tec8o es el más cercano a la persona, (er figura anterior-.

uando la roca sobre el plano de falla 7que es el plano formado por el mo(imiento relati(o de

bloques7 se mue(e 8acia aba0o en relación con las rocas del pie, se producen esfuerzos

tensionales que separan la corteza y pro(ocan un le(antamiento, el cual induce a que la superficie

se estire y quiebre.

• Pliegues

• /os pliegues son infle5iones o dislocaciones u ondulaciones, más o menos bruscas, que

presentan las capas sedimentarias cuando son modificadas de su posición natural +la 8orizontal-

por los agentes orognicos . Estos agentes o fuerzas generan deformaciones plásticas y continuas

tridimensionales, por lo que tambin se les llaman cuerpos geológicos.

/os pliegues suelen ser más 8abituales en rocas sedimentarias plásticas, como las (olcánicas,

aunque tambin se presentan en rocas metamórficas.

Elementos de un pliegue

/os pliegues están formados por un con0unto de elementos que permiten describirlos:

Plegamiento en zona

norte del País. Fuente:

Ronald Guzmán


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•

Carnela! es la línea que une los puntos de má5ima o mínima altura en cada capa, es decir,

representa la má5ima cur(atura del pliegue, donde los estratos cambian el buzamiento. "n pliegue

puede tener más de una c8arnela o ninguna, que se da cuando el pliegue es un semicírculo.

Plano a"ial! es aquel que une las c8arnelas de todas las capas de un pliegue, es decir, el que

di(ide al pliegue tan simtricamente como sea posible.

#$e a"ial! es la línea que forma la intersección del plano a5ial con la c8arnela.

Flanco!corresponden a los planos inclinados que forman las capas, o sea, los laterales delpliegue, situados a uno y otro lado de la c8arnela. "n pliegue es simtrico cuando posee los

flancos iguales e igualmente inclinados y será asimtrico si tiene sus planos desiguales.

Cresta!es la línea que une los puntos más altos de un pliegue.

%alle!es la línea que une los puntos más ba0os de un pliegue.

&'cleo! es la parte más interna de un pliegue.

Dirección! es el ángulo que forma la línea de intersección del estrato con el plano 8orizontal,

tomado con respecto del polo norte magntico.

uzamiento! o inclinación, es el ángulo que forma el plano del estrato con la 8orizontal.

ngulo de vergencia o inmersión! es aquel que forma el plano a5ial con la 8orizontal.

Indica el sentido en que se inclina el plano a5ial.

Tipos de pliegues

E5isten diferentes tipos de pliegues los que se clasifican de acuerdo con la edad de los estratos y

de acuerdo con la orientación que presente.

Según la edad de los estratos enolentes

Pliegues anticlinales! se forman cuando los estratos más nue(os en(uel(en a los másantiguos. Estos pliegues presentan la parte con(e5a 8acia arriba, presentando un aspecto de

bó(eda. /os flancos se inclinan en sentido di(ergente y los estratos más antiguos se sit4an en el

n4cleo.

/as principales características de los pliegues anticlinales son:

El centro es un e0e de simetría.

/os dos lados del anticlinal muestran direcciones de inclinación diferentes.

/os estratos se inclinan siempre 8acia los flancos.

En el centro el manteo es peque1o o cero +estratos 8orizontales-


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3el centro 8acia los flancos el manteo se aumenta.

En el centro +n4cleo- afloran los estratos más antiguos y en los flancos los

más 0ó(enes.

Pliegues sinclinales! se forman cuando los estratos más antiguosen(uel(en a los más 0ó(enes. 2us flancos forman una " característica. *ienen

la con(e5idad 8acia el interior de la *ierra, adquiriendo una forma de cuenca o

cubeta. /os flancos se inclinan en sentido con(ergente y los e5tractos más

0ó(enes se sit4an en el n4cleo.

uando se desconoce la edad de los estratos que forman los pliegues, se denomina antiforma al

pliegue con(e5o 8acia arriba, y sinforma al pliegue con(e5o 8acia aba0o.

/as principales características de los pliegues sinclinales son:

El centro es un e0e de simetría.

/os dos lados del sinclinal muestran direcciones +de inclinación- diferentes y opuestas en ?.

/os estratos se inclinan siempre 8acia el n4cleo.

En el centro, el manteo es peque1o o cero +estratos 8orizontales-

3el centro 8acia los flancos el manteo se aumenta.

En el centro +n4cleo- afloran los estratos más 0ó(enes y en los flancos los

más antiguos.

2eg4n orientación

Pliegues sim*tricos! se distinguen cuando los flancos a ambos ladosdel plano a5ial di(ergen seg4n un mismo ángulo. $or efecto de dos fuerzas

iguales y opuestas, se forman pliegues rectos y simtricos, dos de ellos anticlinales +los de lascrestas- y el otro sinclinal +el del (alle-.


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Pliegues asim*tricos! se obser(an cuando los flancos a ambos lados del plano a5ial nodi(ergen seg4n un mismo ángulo. $or efecto de las fuerzas iguales y opuestas, se forman pliegues

asimtricos, los que pueden ser inclinados, (olcados, acostados o tumbados.

Pliegues asim*tricos inclinados! un pliegue asimtrico está inclinado

cuando el ángulo formado por el plano a5ial con la 8orizontal es mayor de@A?.

Pliegues asim*tricos volcados: se distinguen cuando uno de losflancos se apoya sobre la parte superior del siguiente pliegue. El ángulo

formado por el plano a5ial con la 8orizontal es menor de @A?.

Pliegues asim*tricos acostados o recumbentes! se formancuando el plano a5ial y los flancos son 8orizontales.

Estilos estructurales

Cartografía de las estructuras Geológicas

Los procesos de deformación generan estructuras a muchas escalas diferentes. En un extremo se encuentran

los principales sistemas montañosos de la Tierra. En el otro, los esfuerzos muy localizados crean fiactures

menores en las rocas. Todos estos fenómenos, desde los pliegues más grandes de los Alpes hasta las

fracturas más pequeñas de una lámina de roca, se conocen como estructuras tectónicas. Antes de empezar

nuestra discusión de las estructuras tectónicas examinemos el método que utilizan los geólogos para

describirlas y cartografiarlas.


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Cuando estudia una región, el geólogo identifica y describe las estructuras principales. A menudo, una

estructura es tan grande que desde una zona concreta sólo puede verse una pequeña porción. En muchas

situaciones, la mayor parte de las capas está cubierta por vegetación o por sedimentos recientes. Por

consiguiente, debe hacerse utilizando los datos recogidos de un número limitado de afloramientos, que son

lugares donde el sustrato de roca aflora en la superficie

(véase Recuadro 10.1). Pese a esas dificultades, una serie de técnicas cartográficas permiten a los geólogosreconstruir la orientación y la forma de las estructuras existentes. En los últimos años, los avances acaecidos

en la fotografía aérea, en la obtención de imágenes a través de los satélites y en el desarrollo del sistema de

posicionamiento global (GPS) han ayudado en este trabajo. Además, los perfiles de reflexión sísmica y las

perforaciones proporcionan datos sobre la composición y la estructura de las rocas que se encuentran en

profundidad.

La cartografía geológica se realiza con mucha más facilidad cuando los estratos afloran en la superficie.

Estose debe a que los sedimentos suelen depositarse en capas horizontales. Si los estratos de rocas

sedimentarias siguen estando horizontales, esto les dice a los geólogos que probablemente el área no ha

experimentado modificaciones estructurales. Pero si los estratos están inclinados, doblados o rotos, esto

indica que se produjo un período de deformación después de la deposición.

Dirección y buzamiento

Los geólogos utilizan dos medidas denominadas dirección (rumbo) y buzamiento (inclinación) para ayudar a

determinar la orientación de un estrato rocoso o de una superficie de falla (Figura GEOEST-05). Conociendo la

dirección y el buzamiento de las rocas en la superficie, los geólogos pueden predecir la naturaleza y la

estructura de unidades rocosas y las fallas que están ocultas debajo la superficie fuera del alcance de nuestra

vista,

La dirección es el ángulo entre el norte magnético y una línea obtenida mediante la intersección de un estrato

inclinado, o falla, con un plano horizontal (Figura GEOEST-05). La dirección, o rumbo, se suele expresar como

un valor de un ángulo en relación con el norte. Por (N 10º E) significa que la línea de dirección se dirige al este

desde el norte. La dirección del estrato ilustrada en la Figura GEOEST-05 es de aproximadamente norte 75º

este. (N 75" E).

El buzamiento es el ángulo de inclinación de plano geológico, como por ejemplo una falla, medida desde un

plano horizontal. El buzamiento incluye ¿??? el valor del ángulo de inclinación como la dirección hacia la cual

la roca está inclinada. En la Figura GEOEST-5, el ángulo de buzamiento del estrato rocoso es de 30º Una

manera de visualizar el buzamiento es imaginar que el agua descenderá siempre por la superficie

rocosa según una línea paralela al buzamiento. La dirección caída formará siempre un ángulo de 90º con la

dirección.

En el campo, los geólogos miden la dirección (rumbo) y el buzamiento (inclinación) de las rocas

sedimentaría en tantos afloramientos como sea conveniente. Esos se representan luego en un mapa

topográfico o en fotografía aérea junto con una descripción codificada colores de la roca. A partir de la

orientación de los estratos puede establecerse la orientación y la forma supuesta de la estructura, como se

muetra en la Figura GEOEST-06. Utilizando esta información, el geólogo puede reconstruir las estructuras

previas a la erosión y empezar a interpretar la historia geológica de la región.

Construcción de secciones geológicas


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A lo largo de la historia de laTierra, la superficie delplaneta ha ido cambiando.Las características que ladefinen son el resultado de la

interacción de procesos deorigen externo e interno. Laradiación solar da lugar a lacirculación de la atmósfera yde la hidrosfera, las cualesesculpen la superficie delplaneta.

Por otro lado, el estudio de las rocas aflorantes demuestraque la forma de los continentes y océanos, las grandes unidades

estructurales y el emplaamiento de distintos tipos de rocasest!n ligados a procesos que operan en el interior de la Tierra.La litosfera est! di"idida en fragmentos denominados placas,constituidas por la cortea y la parte superior del manto.Lasplacas se mue"en relati"amente unas con respecto a otras. Lasplacas se "an separando a medida que se forma un océanoentre ellas o se aproximan, llegando a colisionar y dando lugar alas grandes cadenas de monta#as. $stos mo"imientos pro"ocanla fracturación y el plegamiento de las rocas corticales, muchasde las cuales proceden de onas profundas de la cortea, desdedonde han sido le"antadas hasta la superficie. %na prueba,obser"able hoy en día, de la acción de los procesos internos laconstituyen la acti"idad "olc!nica y los terremotos.

La Tectónica y la &eología $structural estudian ladeformación de las rocas de la litosfera y tratan de reconstruirlos mo"imientos y procesos que han originado su estructura.


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La Tectónica estudia lahistoria de los mo"imientos yde las deformaciones a escalaglobal y regional. La palabratectónica deri"a del griego

te'ton, que significaconstructor. Los mo"imientosde las placasl, el origen de loscontinentes y océanos y laformación de los sistemasmonta#osos son algunos desus ob(eti"os.

La &eología $structural estudia la deformación de las rocasdesde una escala submicroscópica a una escala regional.)omprende el estudio de la geometría de las estructuras, los

procesos y mecanismos de la deformación, las propiedadesmec!nicas de las rocas y los sistemas de fueras que originan ladeformación.

La in"estigación en &eología $structural y Tectónica utiliatécnicas que "an desde la obser"ación de un cristal almicroscopio electrónico, la cartografía geológica o a laadquisición de datos geofísicos que permitan "isualiar laestructura profunda de la cortea.

)omo todas las ciencias, uno de los aspectos m!simportante es su contribución a la armonía entre la sociedad ysu entorno. La &eología $structural y la Tectónica tienen unimportante papel por e(emplo en la in"estigación de materialesde interés económico, en las aguas subterr!neas y en lapredicción y pre"ención de desastres naturales, tales comoterremotos y desliamientos producidos por mo"imientostectónicos. Por otra parte, los estudios estructurales son b!sicosen la ingeniería ci"il.

La Tectónica y la &eología $structural no restringen suin"estigación a la Tierra.. Los modelos de la din!mica terrestrecontribuyen de forma decisi"a al conocimiento de otros cuerposcelestes.


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*entro de la docencia del *epartamento, el cuerpo deconocimiento de estas disciplinas se imparte en las siguientesasignaturas+

• &eología $structural y &eología $structural .

• Tectónica

• -eotectónica

• ec!nica de /ocas

• )artografía $structural

!." #stilos #structurales

#l estilo o corte Geológico es tam$i%n un modelo a escala &ue consiste en la

representación grá'ca de una sección de terreno( en una dirección

determinada( leantada a partir del mapa geológico.

)nterpretar un *orte Geológico consiste en:

+ ,a identi'cación de las estructuras geológicas. ,itología y disposición de las

rocas.

+ ,a determinación del origen y edad de las estructuras y la deducción de los-enómenos o eentos geológicos &ue an -ormado o an moldeado.

+ /nálisis de la tectónica y de los contactos.

+ #l esta$lecimiento de la secuencia temporal en &ue an ocurrido esos

-enómenos geológicos.

+ ,a determinación0si la escala es adecuada y ay datos o$sera$les

su'cientes0 de los posi$les estilos tectónicos 1Germánico( 2urásico( /lpino3

Sím$olos ,itológicos

#n todo corte Geológico de$e de 'gurar una leyenda representatia de lasrocas &ue ay en el es&uema.

#structuras Tectónicas: Pliegues y Fallas

#n los mapas geológicos utilizamos signos conencionales para indicar los

pliegues y las -allas.

geología estructural toño

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