ESTRUCTURASESTRUCTURAS GEOLOGICASGEOLOGICAS

EL DIASTROFISMOLas rocas de la corteza terrestre sometidas a esfuerzos mecánicos sondeformadas, plegadas o fracturadas. A este tipo de deformaciones sele llama Diastrofismo. La elevación y el hundimiento de ampliasregiones la emersión y sumersión de los continentes los terremotos yregiones, la emersión y sumersión de los continentes, los terremotos yplegamientos orogénicos y las roturas de los estratos son ejemplos deestas deformaciones.

Estas deformaciones son observables en todo tipo de escalas:

Mi t t Ob bl l t i i-Microestructuras: Observables solamente por microscopios enláminas delgadas de las rocas.

-Macroestructuras: Afectan a una gran cantidad de kilómetros.

- Megaestructuras: Grandes deformaciones a nivel de las placasMegaestructuras: Grandes deformaciones a nivel de las placaslitosféricas, como pueden ser las dorsales oceánicas o zonas desubducción.

- Elasticidad. Es una propiedad de los cuerpos sólidos, los que puedenmodificar forma y volumen bajo la influencia de efectos físicos y recobrarmodificar forma y volumen bajo la influencia de efectos físicos, y recobrarcompletamente su estado geométrico al eliminarlos.

- Deformación elástica Es la que adquiere un cuerpo sólido que al dejar- Deformación elástica. Es la que adquiere un cuerpo sólido que al dejarde obrar los efectos físicos recupera su forma original. Durante todas lasdeformaciones existe un límite de elasticidad que si se supera, surge unadeformación residual que no desaparece completa o parcialmente aldeformación residual que no desaparece completa o parcialmente aleliminar las fuerzas que la han causado. Las fuerzas interiores que surgenen el cuerpo y tienden a equilibrar la acción de las fuerzas exteriores sellaman fuerzas de elasticidadllaman fuerzas de elasticidad.

- Deformaciones residuales. Las deformaciones residuales comunes en lat t t d lá ti f á il S á lá ti d tcorteza terrestre pueden ser plásticas o frágiles. Será plástica cuando esta

deformación se revele sin interrupción de la continuidad del material y seforme como el resultado de la acción de fuerzas externas, o será frágil si lasd f i d l d ió d l i d f iódeformaciones conducen a la destrucción del cuerpo sin una deformaciónplástica notable.

En geología además de la deformación plástica, debenconsiderarse la viscosidad de las rocas y los fenómenos de

l j ió fl irelajación y fluencia.

La relajación se expresa como una caída de tensiones en el cuerpo,j p pmanteniéndose constante la deformación plástica, pues se trata de unreacomodo de las partículas del cuerpo desplazándose en el procesode la deformación plástica hasta encontrar su equilibrio yde la deformación plástica hasta encontrar su equilibrio ydesapareciendo las tensiones internas. La relajación lleva a unatransformación paulatina de una deformación elástica a una residual

lá tiplástica.

La fluencia del material es una deformación plástica que transcurreprolongadamente a tensiones constantes que no superan el límite deplasticidad. La esencia de éste fenómeno es la reagrupación de laspartículas del cuerpo bajo la influencia de una carga constantepartículas del cuerpo bajo la influencia de una carga constante,transformándose de manera ininterrumpida la deformación elásticaen plástica.

Factores de plasticidad y rigidez de las rocas. Son los factores que influencian elcomportamiento mecánico de la roca, a saber:

L t t El t d t t l d l ti id d l i t-La temperatura. El aumento de temperatura le da plasticidad a la roca mientras que sudisminución la hace rígida. La temperatura aumenta con la profundidad.

-La presión confinante. Con la profundidad aumenta la presión confinante y las rocas, quep p p y qen la superficie son rígidas, en la profundidad pueden comportarse plásticamente. Asíaumenta el esfuerzo de ruptura y se facilita la deformación dúctil.

Contenido en fluido de la roca La arcilla seca es rígida pero mojada es plástica Por-Contenido en fluido de la roca. La arcilla seca es rígida pero mojada es plástica. Poranalogía la humedad disminuye la rigidez de las rocas y aumenta su plasticidad. La presenciade fluidos como el incremento de la temperatura aumentan el campo de deformación,reduciendo la respuesta elástica y desplazando el límite de rotura a esfuerzos cada vezmayores.

-El tiempo de actuación de la fuerza. Se asocia a éste factor la velocidad de deformaciónde las rocas; si la velocidad de deformación es alta y por lo tanto el tiempo breve el materialde las rocas; si la velocidad de deformación es alta y por lo tanto el tiempo breve, el materialresponde con rigidez, en el caso contrario responderá plásticamente. Debe tenerse en cuentaque la unidad de tiempo geológico es el millón de años.

f l d l i i d l- Composición y estructura de la roca. Este factor alude a la isotropía o anisotropía delmaterial. Por la isotropía la roca puede ser competente y tener la capacidad de absorberesfuerzos sin deformarse, por consiguiente es rígida; por la anisotropía es lo contrario pues sedeforma expresando su plasticidad.

Geología Estructural

Objetivo de la geología estructural: Estudio de la estructura de la

Geología Estructural

Objetivo de la geología estructural: Estudio de la estructura de lacorteza terrestre o de una determinada región.

a) Levantamiento de las foliaciones (planos geológicos)

b) Análisis de la deformación tectónica de las rocas presentes) p

c) Reconocimiento de las estructuras tectónicas en un sector (fallas,diaclasas)diaclasas).

1. Planos geológicos

l í l d l i iEn la mayoría las rocas de la corteza terrestre muestran varios tiposde planos geológicos. Existen en general dos tipos de planos:

a) Foliaciones primariasTienen su origen antes de la litificación, es decir durante ladeposición Ejemplos: Estratos Flujo magmáticodeposición. Ejemplos: Estratos, Flujo magmático.

b) Foliaciones secundariasTi i d é d l li ifi ió T d l l lTienen su origen después de la litificación: Todos los planos cuales sehan formado a causa de fuerzas tectónicas presentes en la cortezaterrestre. Ejemplos: Diaclasas, Fallas.j p

Para definir la orientación de un plano (estrato falla diaclasa) en laPara definir la orientación de un plano (estrato, falla, diaclasa) en la naturaleza matemáticamente se usan el rumbo, y el echado

Concepto de Rumbo-Manteo ( echado)

Para describir la orientación de un plano geológico matemáticamente se necesitan dos (o tres) propiedades:

a)Rumbob)Echado y,b)Echado y,c) Manteo

El rumbo es la línea horizontal de un plano. El rumbo tiene dos direcciones de 180° de diferencia. La dirección de inclinación o d e e c . d ecc ó de c c ó odirección del buzamiento es la dirección hacia donde se inclina un plano. (Es la proyección horizontal de la línea de del máximo pendiente). El manteo es el ángulo entre el plano y un plano horizontal. El manteo de un plano h i l d l i lhorizontal es 0°, de un plano vertical es 90°.

2. Tipos de Brújulas

Para tomar los datos tectónicos de planos geológicos en terreno se usan la brújula. Existen dos tipos de brújulas para tomar los datos j p j ptectónicos:

Para mediciones de rumbo y manteo ( di i d l i " di i l "Tipo Brunton: (mediciones del tipo "medio circulo" y "americano")

Ti P di i d i l l tTipo Freiberger:

Para mediciones de circulo completo ( Dirección de inclinación/ Manteo)

La Brújula Freiberger es una herramienta bastante útilherramienta bastante útil.

Permite tomar los datos en una f á idforma rápida y segura.

Principalmente se toman datos pdel tipo circulo completo, pero también sirve para tomar los datos de otros conceptosdatos de otros conceptos.

3. Tipos de datos tectónicos

Existen tres tipos de notaciones de datos tectónicos:

a) Circulo completo: dirección de inclinación/manteo (ej 320/65)a) Circulo completo: dirección de inclinación/manteo (ej. 320/65)El tipo de notación mas fácil y más eficiente. Solo dos númerospermiten la descripción de cualquier plano.

b) Medio circulo: Rumbo/manteo dir. (ej. 50/65NW)Este tipo de medición hoy casi no se usan, pero existe todavía

c) Tipo americano: N rumbo E/W; manteo dir. (ej. N50E;65NW)

Circulo Completo Medio circulo Tipo americano

rb / mt di N rb E; mt didir / mtdir= dirección de inclinación (puede ser 0-360º)mt= manteo (puede ser 0-90º)

rb / mt dirb= rumbo (puede ser 0-180º)mt= manteo (puede ser 0 - 90º)di= dirección de inclinación en letras

N rb E; mt diN rb W; mt dirb: rumbo entre 0-90ºmt: manteo entre 0-90ºdi: dirección de inclinación en letras

Brújula tipo FreibergerBrújula Brunton

Brújula Brunton (azimutal)Brújula Freiberger

Brújula BruntonBrújula Freiberger

¿Como se mide con las brújulas planos geológicos?¿Como se mide con las brújulas planos geológicos?

Brújula Brunton: Primero se mide el Rumbo, después perpendicular el manteo. Al último hay que estimar la dirección de inclinación.

>> imagen mejorada

que est a a d ecc ó de c ac ó .

La brújula Freiberger: La medición de la dirección de inclinación y el manteo se realiza en una

i b Al i t h l i lmaniobra. Al primero se toma hay que elegir la aguja (rojo o negro) después se toma la lectura de la dirección de inclinación y como último se toma la lectura del manteo en la escala del manteo.

4. FallasFallas son roturas en las rocas a lo largo de la cual ha tenido lugar movimiento. Este movimiento se llama desplazamiento. Origen de este movimientos son fuerzas tectónicas en la corteza terrestre, cuales provocan roturas en la litosfera. Las pfuerzas tectónicas tienen su origen en el movimiento de los continentes.

Existen varios tipos de fallas (véase Geología Estructural) aquí se presentan dos tipos principales: Fallas con desplazamiento vertical y fallas con desplazamiento horizontal.

4 1 Fallas con desplazamiento vertical:4.1 Fallas con desplazamiento vertical:

4.2 Fallas con desplazamiento horizontal:

5. PlieguesLas fuerzas tectónicas de la litosfera no solamente provocan una rotura de lasmasas rocosas, tal vez las rocas se deforman en una manera plástica (comoplastilina o mantequilla). Las rocas muestran pliegues o plegamiento.p q ) p g p g

F llFallas

Fallas son roturas en las rocas a lo largo de la cual ha tenido lugari i t E t i i t ll d l i t O i dmovimiento. Este movimiento se llama desplazamiento. Origen de

este movimientos son fuerzas tectónicas en la corteza terrestre,cuales provocan roturas en la litosfera. Las fuerzas tectónicas tienensu origen principalmente en el movimiento de los continentes.

Diaclasa Falla

sin desplazamiento detectable con desplazamiento

no hay Estrías

no hay con diaclasas plumosas de cizallamiento

no hay Brecha de falla / Milonita / cataclasita

no hay Arrastres

tal vez con relleno tal vez con relleno

más frecuente menos frecuente

más pequeño ( se pierde ) más extenso (tal vez tiene continuación)

superficie medio irregular superficie más lisa

Z d f ll bl d- Zona de falla es blanda

- Diferencia de la vegetación

Junto con la dirección de una quebrada o - Ju to co a d ecc ó de u a queb ada oun valle

- produce líneas de afluentes

Falla en terreno: Rocas fracturadas

Falla en terreno con rocas fuertamente fracturadas y alteradas

Indicadores directos de fallas:

Generalmente se puede diferenciar entre indicadores directos uGeneralmente se puede diferenciar entre indicadores directos uindirectos de fallas. Los indicadores directos definen una falla cienpor cientos, es decir sin dudas Estos tipos de indicadores se puedeobservar directamente a la falla. Los indicadores indirectos definenuna falla con una cierta cantidad de incertidumbres y dudas.

Desplazamiento:El desplazamiento de una unidad geológica o una otra estructura geológica indica la actividad tectónica. Desplazamientos tectónicos en el terreno marcan siempre una falla. Problemas: Se confunde con la estratificación normal, si las capas tienen una inclinación o se equivoca con accidentes morfológicas.

EstríasLíneas finas arriba de un plano de falla. Estas líneas indican además la orientación del desplazamiento y posiblemente el sentido. Se encuentra en casi todos los plugares y el reconocimiento es fácil.Problemas: Estrías solo marcan el ultimo movimiento cual posiblemente no coincide con el movimiento general. Para sentir con el dedo el sentido del

i i t t d imovimiento cuesta y se puede equivocarse.

Diaclasas plumosas de cizalleDurante un movimiento tectónico se puede abrirse pequeñas fracturas, cuales se rellenan con calcita, yesopequeñas fracturas, cuales se rellenan con calcita, yeso o cuarzo. La forma es siempre como un "S" y en dimensiones entre milímetros hasta metros.Problemas: No tan frecuente en la naturaleza.

ArrastresCerca de una falla las rocas pueden deformarse plásticamente. Se puede observar un leve monoclinal hacia el plano de la falla. Los di i í N l f ll ddimensiones: entre centímetros y metros. Normalmente fallas grandes muestran este fenómeno.Problemas: Equivocación con estructuras sedimentarias posible como derrumbes por ejemplo.

Brechas de falla (Kataclasita)Por la energía del movimiento algunas veces las rocas en la zona de falla se rompen y se quiebran, para formar una brecha tectónica o brecha de falla. Brechas de fallas normalmente muestran una dureza menor como las rocas no afectadas. Por eso morfológicamente una brecha de falla se ve como depresión.Problemas: Se puede confundir brechas de falla con otros tipos de brechas (brecha volcánica, brecha sedimentaria).

MilonitaLa milonita es una roca metamórfica que se formó por las fuerzas q ptectónicas. Los minerales (cuarzo) se ve elongado hacia la dirección principal del movimiento. Milonitas son generalmente dura y bien resistente contra la meteorización.Problemas: Macroscopicamente es bastante difícil reconocer una milonita, solo con sección transparente se llega a resultados confiables.

Falla normal: Es aquella en la que el manteo del plano de falla esta inclinado hacia el bloque hundido Un caso particular son las fallasinclinado hacia el bloque hundido. Un caso particular son las fallas verticales.

Falla inversa: Es aquella en la que el manteo del plano de falla esta inclinado hacia el bloque levantadoinclinado hacia el bloque levantado.

Falla de rumbo: Es la que se presenta solo desplazamiento en sentido horizontal.

Desplazamiento de una cerca producto del movimiento de una falla de rumbo

PlieguesPlegamiento es un producto de una deformación plástica, es decir una deformaciónsin fracturamiento o rompimiento. Las fuerzas provocan una deformación plásticano reversible.Esto tipo de deformación ocurre en algunas tipos rocas principalmente apoyadopor un aumento de la temperatura (metamorfísmo).

Descripción de un pliegue (Tipos de pliegues)Para describir un pliegue se puede usar varios parámetros. Depende de la cantidad de la información y de las necesidades de información:de la información y de las necesidades de información: a) Angulo interflanco b) orientación del plano axial c) simetría al respeto del plano axial ) p pd) Comportamiento del eje del pliegue e) Espejo del pliegue

Elementos para describir un pliegue

Eje del pliegue:

Línea matemática paralela del rumbo principal de la estructura. El eje tiene un azimut ypuede ser inclinada. (En el ejemplo abajo se ve horizontal). El eje sirve para definir en pocaspalabras la corrida de la estructurapalabras la corrida de la estructura.

Matemáticamente existe una cantidad infinita de ejes en un pliegue. El conjunto de todosejes se llama Plano Axial.

Existe un plano de simetría en el centro del pliegue y los dos flancos se inclinan casi en el mismo ánguloen el mismo ángulo

Existe un flanco suave (de un manteo menor) y un flanco con un manteo mayor.y

Pli l d E i tPliegue volcado: Existe un flanco invertido. En un flanco invertido los estratos más jóvenes se ubican abajo

Pliegue acostado: Plano axial con orientación horizontal

Pliegues con planos axiales casi paralelos (véase ángulo interflanco): Pliegues isoclinales se puede encontrarisoclinales se puede encontrar en rocas metamórficas con dimensiones de centímetros..

La Charnela de un pliegue es el punto más curvado ("La curva"). La cresta el punto más elevado. Muchas veces los dos marcan al mismo punto.

Anticlinal / SinclinalAnticlinal / Sinclinal

La ondulación hacia arriba se llama Anticlinal, la ondulación hacia abajo se llama Sinclinal.

Un conjunto de pliegues que forma un Sinclinal se llama sinclinorio. Un conjunto de pliegues que forma un gran anticlinal se llama anticlinorio.

Anticlinal / Sinclinal:

El anticlinal:a) el centro es una eje de simetríab) los dos lados del anticlinal muestran direcciones (de inclinación) diferentes.c) los estratos se inclinan siempre hacia los flancos.d) en el centro el manteo es pequeño o cero (estratos horizontales)e) del centro hacia los flancos el manteo se aumenta.f) en el centro (núcleo) afloran los estratos más antiguos en los flancos los más jóvenes.

Sinclinala) el centro es una eje de simetríab) los dos lados del sinclinal muestran direcciones (de inclinación) diferentes (opuestos; 180º)inclinación) diferentes (opuestos; 180 ).c) los estratos se inclinan siempre hacia el núcleo.d) en el centro el manteo es pequeño o cero (estratos horizontales)e) del centro hacia los flancos el manteo se aumentae) del centro hacia los flancos el manteo se aumenta.f) en el centro (núcleo) afloran los estratos más jóvenes en los flancos los más antiguos.

Anticlinal en calizas y margas

Pliegue anticlinal: se distingue la charnela, zona donde los estratoscambian de manteo y los flancos los cuales divergen. El plano axialy g pviene dado por el plano de simetría del anticlinal, y el eje anticlinales la línea de intersección del plano axial con la charnela.

Pliegue sinclinal: Los elementos son los mismos, con la diferencia que el manteo de los flancos son convergentesque el manteo de los flancos son convergentes.

Pliegue monoclinal: Es el que presenta una simple inflexión de losestratos, con cierta frecuencia, estos pliegues degeneran en fallas alproducirse un estiramiento y fractura de la rama monoclinal delpliegue

Pliegue isoclinal:Pliegue isoclinal:

Cuando una serie deli i llpliegues sucesivos llegan

a presentar sus flancosparalelos, originan unaserie isoclinal continua,de estratos con manteouniforme.uniforme.

Volcados o acostados: Cuando los pliegues son mas o menos asimétricos con los planos axiales diversamente inclinadosasimétricos, con los planos axiales diversamente inclinados