Objetivo de la geologa estructural: Estudio de la estructura de la corteza terrestre o de una determinada regin. Para que se necesita un levantamiento tectnico?

a) Definir las fuerzas que estaban presente en las rocas, definir la simetra de las foliaciones b) Caracterizacin de las fuerzas c) Cronologa de las fases tectnicas

Donde se usa la informacin de la tectnica:

a) Gnesis de los yacimientos: Muchos depsitos tienen un origen tectnico - o por lo menos el ambiente tectnico juego un papel muy importante. La estructura tectnica como formador de un depsito. En los yacimientos del tipo vetiforme es muy importante, pero tambin los otros tipos de yacimientos la tectnica puede ser un factor de alta importancia durante la formacin. b) Deformacin tectnica de los depsitos despus de la gnesis: Definicin de desplazamientos - en que manera y magnitud afect una fase tectnica el yacimiento ya formado. c) Geotcnica: Las estructuras tectnicas tambin tienen su "cara negra". Derrumbes, cada de bloques, planchones, zonas de poca estabilidad, cuas etc. tienen un origen sumamente tectnico. Trabajos que se realizan:

a) Levantamiento de las foliaciones (planos geolgicos) b) Anlisis de la deformacin tectnica de las rocas presentes c) Reconocimiento de las estructuras tectnicas en un sector (fallas, diaclasas) d) Interpretacin de las estructuras - desarrollo de un modelo tectnico.

1. Planos geolgicos En la mayora las rocas de la corteza terrestre muestran varios tipos de planos geolgicos. Existen en general dos tipos de planos: a) Foliaciones primarias

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Tienen su origen antes de la litificacin, es decir durante la deposicin. Ejemplos: Estratos, Flujo magmtico.

Introduccin: En las rocas slidas existen varios tipos de planos. Planos de origen sedimentario, magmtico (enfriamiento) o planos de origen tectnico. Este ltimo tipo de plano se puede definir como testigo de las fuerzas tectnicas. Es decir, que antes de la litificacin se forman las foliaciones primarias. Las fuerzas tectnicas afectan las rocas despus de la litificacin. Adems en varios sectores del mundo se encuentran ms de una fase tectnica. Significa que los planos secundarios (Diaclasas, Fallas, esquistosidad) tienen su origen despus de la litificacin, pero puede ser que eso ocurri en distintas pocas. (vase cronologa).

2.1 Tipos de Foliaciones: Foliaciones primarias: se han formado antes de la litificacin de las rocas: Estratificacin, flujo laminar de magma. Foliaciones secundarias: producido despus de la litificacin de las rocas: por ejemplo diaclasas, fallas, esquistosidad (vase).

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Otras foliaciones de origen no-tectnico: Grietas de enfriamiento, Estructuras sedimentarias como grietas de de- o resecacin (foto). Para estudios en la geologa estructural es muy importante diferenciar entre foliaciones primarias y estructuras generadas por fuerzas tectnicas (foliaciones secundarias).

Estratificacin: Estratificacin: Capas de diferentes materiales hechas por procesos de deposicin. Generalmente los estratos inferiores muestran una edad mayor como los estratos superiores. vase: Apuntes Geologa General

b) Foliaciones secundarias Tienen su origen despus de la litificacin: Todos los planos cuales se han formado a causa de fuerzas tectnicas presentes en la corteza terrestre. Ejemplos: Diaclasas, Fallas. Para definir la orientacin de un plano (estrato, falla, diaclasa) en la naturaleza matemticamente se usan el rumbo, la direccin de inclinacin y el manteo: Foliaciones secundarias: 1) Diaclasas (juntas; ingls: joints): Fracturas sin desplazamiento transversal detectable, solo con poco movimiento extensional. Son las fracturas ms frecuentes en todos los tipos de rocas. En la superficie son ms frecuentes como en altas profundidades. Tienen una extensin de milmetros, centmetros hasta pocos metros. Normalmente existen en una masa rocosa grupos de diaclasas y/o sistemas de diaclasas. Los grupos de diaclasas son estructuras paralelas o subparalelas. Los sistemas de diaclasas se cortan entre s en ngulos definidos y tienen una cierta simetra. Algunas diaclasas muestran un relleno (secundario) de calcita, cuarzo, yeso u otros minerales. Aparte de diaclasas tectnicas existen diaclasas de origen no-tectnico:

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a) Fisuras de enfriamiento: Tienen su origen durante el enfriamiento de una roca magmtica (Materiales o rocas calientes que ocupan ms espacio con la misma cantidad de materia fra). foto; vase retrato histrico b) Grietas de desecacin: Durante la desecacin de un barro o lodo bajo condiciones atmosfricas hay una disminucin del espacio ocupado y la superficie se rompe en polgonos. > foto c) Fisuras de tensin gravitacional: Sobre estratos inclinados se puede observar bajo algunas condiciones un deslizamiento de las masas rocosas hacia abajo. Al comienzo de este fenmeno se abren grietas paralelas al talud. >Ejemplos histricos

Concepto de Rumbo-Manteo-Direccin de inclinacin Para describir la orientacin de un plano geolgico matemticamente se necesitan dos (o tres) propiedades:

a)Direccin de inclinacin b)Rumbo c) Manteo (o buzamiento)

Para definir la orientacin de un plano se necesita la direccin de inclinacin y el manteo; o el rumbo, manteo y la direccin de inclinacin. La direccin de inclinacin (ingl. Dip Direction) marca hacia donde se inclina el plano, o la proyeccin horizontal de la lnea del mximo pendiente. El rumbo es la lnea horizontal de un plano (vase abajo). El manteo o buzamiento (ingl. dip) mide el ngulo entre el plano y el plano horizontal. >>mejorada vase un retrato histrico bonito - un poco ms real > bien

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El rumbo se puede definir como lnea que resulta por la interseccin del plano geolgico por un plano horizontal. Se puede imaginarse una superficie de agua (que es siempre horizontal), se hunde el plano hasta la mitad, la lnea hasta donde se mojo el plano ser el rumbo.

Imagen mejorada

Para tomar los datos tectnicos de planos geolgicos en terreno se usan la brjula. Existen dos tipos de brjulas para tomar las medidas: La brjula del tipo Brunton (generalmente para mediciones con el rumbo) y la brjula tipo Freiberger (generalmente para mediciones con la direccin de inclinacin). La brjula "GeoBrunton" es una combinacin de las dos tipos anteriormente mencionado.

La brjula en general:

Una brjula mide la direccin del campo magntico terrestre. La aguja se orienta de acuerdo de la orientacin del campo magntico del sector donde se ubica. Eso significa en trminos teorticos que el aparato "brjula" se compone de dos sistemas principales independientes: Una agua y el "cuerpo" - la cscara con la escala etc. Interesante es que (s pensamos bien) la aguja es la parte fija en una brjula. La aguja siempre marca Norte-Sur (sin contar movimientos de arreglo). la parte mvil "suelta" en una brjula es el cuerpo, la cscara. La escala de las brjulas normalmente es azimutal - es decir entre 0 hasta 360 o entre 0g hasta 400g. La escala azimutal tiene que ser orientada en el sentido contrarreloj eso implique que este (E) y oeste (W) se ve cambiado. La escala del sentido contrarreloj permite una lectura directa, azimutal. Es decir el valor donde apunta la aguja es el valor final. Foto: A= Escala azimutal contrarreloj

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La aguja de la brjula necesita generalmente un contrapeso: El campo magntico tiene una componente vertical de acuerdo a la distancia hacia los polos. Entonces en latitudes entre 15 hasta 90 del hemisferio norte y sur la aguja muestra una fuerte inclinacin hacia arriba y choca con el vidrio de proteccin de la brjula. Para que la aguja se ubica horizontal se usa un contrapeso. Durante viajes del hemisferio norte a sur y viceversa hay que cambiar el peso de un lado al otro. En algunas partes del mundo hay que aplicar una permanente correccin azimutal a causa de la distancia entre polo magntico y polo geogrfico. (los polos magnticos se ubican bastante lejos del eje rotacional de la tierra). Este correccin se puede hacer directamente en la brjula - girando la rosa (escala azimutal) de acuerdo del error (recomendado). El valor normalmente sale en las cartas topogrficas correspondientes. Pero tambin se puede corregir los valores despus - en el programa computacional. Las brjulas profesionales generalmente tienen un botn para liberar o fijar la aguja. Una aguja fijada es un poco ms protegido y no se suelta de su eje durante fuertes movimientos. (En la foto "D")

Existen una serie de niveles: Nivel esfrico para orientar la brjula perfectamente horizontal y niveles tubulares que se usan en conjunto del clinmetro (vase abajo). Vase en la foto arriba "E". Adicionalmente las brjulas para usos geolgicos o geotcnicos tienen un sistema para medir ngulos verticales (buzamiento, manteo): El ms conocido es elclinmetro (en la foto "C"). Pero tambin existe un sistema con una escala lateral en interaccin de la tapa de la brjula. Actualmente se puede elegir entre dos tipos principales de brjulas: a) "Tipo Brunton" y b) "Tipo Freiberger". La empresa Brunton ofrece adems una brjula que es el conjunto de ambos mtodos el "Geo-Brunton".

Brjula del tipo Brunton: La brjula "Brunton" se usa generalmente para mediciones del rumbo y manteo. Es decir mediciones del tipo "medio circulo" y del " tipo americano". Tambin mediciones del concepto "circulo completo" son posible. La brjula "Brunton" existe en la versin azimutal (de 0 hasta 360) y en la versin de cuadrantes (cada cuadrante tiene un rango entre 0-90) el "rumbero".

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Vase uso del Americano Brunton: (normal) rpido

Americano (normal) detallado

Notacin completo Brunton

circulo para

La brjula Brunton tiene un clinmetro, un botn para fijar/liberar la aguja. La escala es azimutal / contrarreloj. Adentro de la escala un poco escondido se nota la escala del clinmetro y las niveles.

Brjula del tipo Freiberger:

Para mediciones de circulo completo (direccin de inclinacin/ manteo). Con la brjula Freiberger se puede medir en una vez la direccin de inclinacin y el manteo. Pero tambin se puede tomar excepcionalmente datos del tipo americano (Rumbo, Manteo, direccin). Con la brjula Freiberger se mide ms rpido y ms fcil. Los datos del tipo circulo completo son ms corto y fcil para manejar. Manual de uso: rpido / detallado La brjula "Freiberger": A = botn para liberar / fijar la aguja, B= Escala del manteo o buzamiento (rojo y negro); C= Nivel esfrico; D = placa para medir.

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Foto arriba: Escala del manteo A= placa para medir; B = lnea de lectura; C= sector rojo Uso de las brjulas para planos geolgicos

Brunton

Freiberger Los datos tectnicos: tipos de notaciones

notacin: americano notacin americano detallado notacin circulo completo normal circulo completo detallado circulo completo normal

Existen lamentablemente varias maneras para definir un plano geolgico. En la misma manera no hay un concepto nico en las notaciones. Importante es el uso correcto de un tipo de notaciones, sin mezclar con los dems. Se prefiere notaciones simples para no complicar el traspaso a la computadora. Existen tres tipos de notaciones de datos tectnicos: a) Circulo completo: direccin de inclinacin/manteo (ejemplo 320/65) El tipo de notacin mas fcil y ms eficiente. Solo dos nmeros permiten la descripcin y definicin de cualquier plano. El primer nmero (ejemplo: 320/...) es la direccin de inclinacin (dip direction), el valor azimutal en grados () hacia donde el plano se inclina. Un plano con inclinacin hacia al norte entonces tiene 0 hacia al este corresponde a 90; hacia al sur 180; hacia oeste= 270. Entonces el primer nmero (la direccin de inclinacin) puede llegar hasta 360. El manteo siempre es el ngulo pequeo entre la horizontal y8

el plano geolgico. Nunca puede ser superior de 90. Este tipo de notacin es fcil y rpido por tener solo dos nmeros. Es muy recomendable usar este tipo de notacin. No hay tantos errores a gracias de una definicin fcil y nica. Cuidado: Algunos usan manteo - Direccin de Inclinacin: (Ejemplo: 65 320) vase: Uso de la brjula Freiberger con la notacin circulo completo. Uso de la brjula Brunton con la notacin "circulo completo".

b) Medio circulo: Rumbo/manteo dir. (ej. 50/65NW) Este tipo de medicin hoy casi no se usa, pero existe todava: El primer nmero (ejemplo 50) es el rumbo en una forma azimutal, podra ser un nmero entre 0 hasta 180. Siempre hay un rumbo en este segmento. El segundo nmero es el manteo. Las letras al fin definen la direccin de inclinacin. Eso es necesario porque el rumbo es bidireccional y siempre resultan dos posibilidades hacia donde se inclina el plano. Este sistema de notacin era bastante fcil y seguro. Especialmente con la brjula Brunton. Tambin con la brjula Freiberger funcion bastante bien. Lamentablemente en los ltimos aos se qued un poco en el olvidado.

c) Tipo americano: N rumbo E/W; manteo dir. (ej. N50E;65NW) El tipo de notacin ms usado en Chile es el tipo americano. N significa el inicio (punto cero) del dato (para planos geolgicos siempre se puede usar N; para lineaciones tambin se necesita "S"). El primer nmero (ejemplo: 50) significa el rumbo a partir del N. Hay dos posibilidades hacia E como este o hacia W como oeste. El rumbo en este tipo de notacin nunca es mayor de 90. Entonces en el ejemplo tenemos 50 hacia el este. Despus del ";" viene el manteo como se conoce, y como ltimo la direccin de inclinacin en letras. El problema de este notacin es la gran cantidad de letras y nmeros para definir el plano. Adems en el cuadrante N....W se cuenta contra-reloj, en el cuadrante N...E en el sentido del reloj, eso tambin complica un poco este norma. El uso de este tipo de notacin siempre necesita atencin y sera mejor verificar los datos tomados o traspasados (especialmente en las horas de la tarde...).9

vase la brjula Brunton con notacin americana.

Los tres tipos de notaciones tectnicos definen matemticamente la orientacin un plano geolgico. Para definir un plano se usan una lnea fija, que marca la orientacin en el plano: La primera posibilidad es el rumbo, la otra es la direccin de inclinacin. El Rumbo es la lnea horizontal de un plano y marca haca dos direcciones opuestos. Planos horizontales entonces no tienen un rumbo ( o mejor una cantidad infinita de rumbos). (Definicin original: El rumbo es la lnea o lineacin que resulta por la interseccin del plano de inters con un plano horizontal o vertical) vase mejor descripcin del concepto rumbo - manteo - direccin de inclinacin

Circulo Completo

Medio circulo

Tipo americano

dir / mt dir= direccin de inclinacin (puede ser 0360) mt= manteo (puede ser 090)

rb / mt di rb= rumbo (puede ser 0-180) mt= manteo (puede ser 0 90) di= direccin de inclinacin en letras

N rb E; mt di N rb W; mt di rb: rumbo entre 0-90 mt: manteo entre 0-90 di: direccin de inclinacin en letras

Brjula Brunton Brjula tipo Freiberger Brjula (azimutal) Geo-Brunton Geo-Brunton Geo-Brunton Brjula Brunton Brjula Freiberger Brjula Freiberger

Brunton

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Los datos tectnicos: tipos de notaciones

Existen lamentablemente varias maneras para definir un plano geolgico. En la misma manera no hay un concepto nico en las notaciones. Importante es el uso correcto de un tipo de notaciones, sin mezclar con los dems. Se prefiere notaciones simples para no complicar el traspaso a la computadora. Existen tres tipos de notaciones de datos tectnicos: a) Circulo completo: direccin de inclinacin/manteo (ejemplo 320/65) El tipo de notacin mas fcil y ms eficiente. Solo dos nmeros permiten la descripcin y definicin de cualquier plano. El primer nmero (ejemplo: 320/...) es la direccin de inclinacin (dip direction), el valor azimutal en grados () hacia donde el plano se inclina. Un plano con inclinacin hacia al norte entonces tiene 0 hacia al este corresponde a 90; hacia al sur 180; hacia oeste= 270. Entonces el primer nmero (la direccin de inclinacin) puede llegar hasta 360. El manteo siempre es el ngulo pequeo entre la horizontal y el plano geolgico. Nunca puede ser superior de 90. Este tipo de notacin es fcil y rpido por tener solo dos nmeros. Es muy recomendable usar este tipo de notacin. No hay tantos errores a gracias de una definicin fcil y nica. Cuidado: Algunos usan manteo - Direccin de Inclinacin: (Ejemplo: 65 320) vase: Uso de la brjula Freiberger con la notacin circulo completo. Uso de la brjula Brunton con la notacin "circulo completo".

b) Medio circulo: Rumbo/manteo dir. (ej. 50/65NW) Este tipo de medicin hoy casi no se usa, pero existe todava: El primer nmero (ejemplo 50) es el rumbo en una forma azimutal, podra ser un nmero entre 0 hasta 180. Siempre hay un rumbo en este segmento. El segundo nmero es el manteo. Las letras al fin definen la direccin de inclinacin. Eso es necesario porque el rumbo es bidireccional y siempre resultan dos posibilidades hacia donde se inclina el plano. Este sistema de notacin era bastante fcil y seguro. Especialmente con la brjula Brunton. Tambin con la11

brjula Freiberger funcion bastante bien. Lamentablemente en los ltimos aos se qued un poco en el olvidado.

c) Tipo americano: N rumbo E/W; manteo dir. (ej. N50E;65NW) El tipo de notacin ms usado en Chile es el tipo americano. N significa el inicio (punto cero) del dato (para planos geolgicos siempre se puede usar N; para lineaciones tambin se necesita "S"). El primer nmero (ejemplo: 50) significa el rumbo a partir del N. Hay dos posibilidades hacia E como este o hacia W como oeste. El rumbo en este tipo de notacin nunca es mayor de 90. Entonces en el ejemplo tenemos 50 hacia el este. Despus del ";" viene el manteo como se conoce, y como ltimo la direccin de inclinacin en letras. El problema de este notacin es la gran cantidad de letras y nmeros para definir el plano. Adems en el cuadrante N....W se cuenta contra-reloj, en el cuadrante N...E en el sentido del reloj, eso tambin complica un poco este norma. El uso de este tipo de notacin siempre necesita atencin y sera mejor verificar los datos tomados o traspasados (especialmente en las horas de la tarde...). vase la brjula Brunton con notacin americana.

Los tres tipos de notaciones tectnicos definen matemticamente la orientacin un plano geolgico. Para definir un plano se usan una lnea fija, que marca la orientacin en el plano: La primera posibilidad es el rumbo, la otra es la direccin de inclinacin. El Rumbo es la lnea horizontal de un plano y marca haca dos direcciones opuestos. Planos horizontales entonces no tienen un rumbo ( o mejor una cantidad infinita de rumbos). (Definicin original: El rumbo es la lnea o lineacin que resulta por la interseccin del plano de inters con un plano horizontal o vertical) vase mejor descripcin del concepto rumbo - manteo - direccin de inclinacin

Circulo Completo

Medio circulo

Tipo americano

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dir / mt dir= direccin de inclinacin (puede ser 0360) mt= manteo (puede ser 090)

rb / mt di rb= rumbo (puede ser 0-180) mt= manteo (puede ser 0 90) di= direccin de inclinacin en letras

N rb E; mt di N rb W; mt di rb: rumbo entre 0-90 mt: manteo entre 0-90 di: direccin de inclinacin en letras

Brjula Brunton Brjula tipo Freiberger Brjula (azimutal) Geo-Brunton Geo-Brunton Geo-Brunton Brjula Brunton Brjula Freiberger Brjula Freiberger Para: - Planos geolgicos - Mediciones con la brjula Brunton - tipo americano B) Brunton para tipo americano

Brunton

significa: la manera comn del uso de la brjula Brunton, los datos tienen el formato: "N 54 E; 78NW" por ejemplo.

1. La brjula est en orientacin del rumbo, junto a las rocas13

>>>vase en vivo 2. La burbuja del nivel esfrico tiene que ser en el centro 3. La aguja tiene que ser libre 4. Se toma el valor del rumbo N.....E o N.....W Para tomar el valor del rumbo se usan solo los cuadrantes I (entre 0 hasta 90) o el cuadrante IV (entre 270 hasta 360). Significa la aguja que marca entre 0-90 o entre 270-360 es la aguja de la lectura. Puede ser la aguja negra o la aguja blanca. Existen dos posibilidades: Caso 1: Una de las agujas marca entre 0-90 azimutal (cuadrante I): Automticamente se toma N [valor] E. En este caso siempre sale una "E" Caso 2: Una de las agujas marca entre 270-360 azimutal (cuadrante IV): Tenemos que usar la distancia entre norte y la aguja o como formula: N [360valor] W. En este caso siempre sale una "W".

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Algunos ejemplos de la notacin del tipo americano con la brjula del tipo Brunton:

5. Se pone la brjula perpendicular al rumbo

6. Se usa el clinmetro El clinmetro se ubica generalmente en el interior de la escala azimutal de la brjula. Se compone de una escala 90- 0 -90 y una lnea de lectura. Al otro lado de la brjula se encuentra una manilla para mover el clinmetro.

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Foto: Muestra el clinmetro con la escala correspondiente - el valor en la foto ser alrededor de 33 7. La burbuja del nivel tubular tiene que ser en el centro 8. Se toma la lectura del clinmetro como manteo La lectura del clinmetro se toma en la escala del clinmetro - vase la foto arriba dentro del circulo rojo, debajo de la escala azimutal. Este valor (en la foto 33), nunca es mayor de 90 - es el manteo: Entonces: N....E; mt

9. Se estima la direccin de inclinacin en letras (N,NW,E,SE,S,SW,W,NW) Al ultimo se estima con ayuda de la brjula la direccin de inclinacin del plano medido. Pero se usa solo letras como N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) para indicar la direccin de inclinacin: >>>foto en vivo N.....E;mt dir C) Brunton como circulo completo 1. Se usa el espejo como placa para medir 2. El espejo tiene que ser junto con la roca 3. La burbuja del nivel esfrico tiene que ser en el centro 4. La aguja est libre 5. Se fija la aguja 6. Se estima la direccin de inclinacin del plano 7. Se elige la aguja ms cerca de la estimacin como valor de la direccin de inclinacin 8. Se toma este valor: direccin de inclinacin 9. Se mide con el clinmetro el manteo: Nivel Tubular tiene que ser en el centro 10. Se toma la lectura del clinmetro como manteo. La brjula "Geo-Brunton":16

Este brjula es una combinacin del "Brunton Tradicional" y del Freiberger. Entonces se puede usar con el tipo americano (N 45 E; 65NW por ejemplo) y con la notacin del circulo completo (315/65 por ejemplo). Ahora no es necesario para comprarse dos brjulas - el "Geo-Brunton" une todas ventajas en un equipo.

Vase en grande Tipo americano con el "Geo-Brunton": Funciona igual que un Brunton Tradicional - no hay diferencias - claro que se usa el clinmetro y no la escala del manteo.

Tipo Freiberger:

El geo-Brunton tiene todos los implementos para funcionar como un Freiberger. La nica diferencia es la escala de manteo se divide en un sector negro y sector plateado (silver).

Foto: La escala del manteo de la nueva brjula "Geo-Brunton"; La regla es: S la lnea de lectura (adentro del circulo rojo en la foto arriba) marca en el rea negra se usa la aguja "N". S la escala del manteo apunta en el sector17

plateado, en ingls "silver" se usa la aguja "S". Un pequeo error: Entre el manteo "0" debajo del circulo rojo en la figura y 40 abajo debera pertenecer al sector "silver".

La lnea amarilla marca el sector que debera ser marcada "silver Introduccin: En las rocas slidas existen varios tipos de planos. Planos de origen sedimentario, magmtico (enfriamiento) o planos de origen tectnico. Este ltimo tipo de plano se puede definir como testigo de las fuerzas tectnicas. Es decir, que antes de la litificacin se forman las foliaciones primarias. Las fuerzas tectnicas afectan las rocas despus de la litificacin. Adems en varios sectores del mundo se encuentran ms de una fase tectnica. Significa que los planos secundarios (Diaclasas, Fallas, esquistosidad) tienen su origen despus de la litificacin, pero puede ser que eso ocurri en distintas pocas. (vase cronologa).

2.1 Tipos de Foliaciones: Foliaciones primarias: se han formado antes de la litificacin de las rocas: Estratificacin, flujo laminar de magma. Foliaciones secundarias: producido despus de la litificacin de las rocas: por ejemplo diaclasas, fallas, esquistosidad (vase).

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Otras foliaciones de origen no-tectnico: Grietas de enfriamiento, Estructuras sedimentarias como grietas de de- o resecacin (foto). Para estudios en la geologa estructural es muy importante diferenciar entre foliaciones primarias y estructuras generadas por fuerzas tectnicas (foliaciones secundarias). Estratificacin: Estratificacin: Capas de diferentes materiales hechas por procesos de deposicin. Generalmente los estratos inferiores muestran una edad mayor como los estratos superiores. vase: Apuntes Geologa General

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Foliaciones secundarias: 1) Diaclasas (juntas; ingls: joints): Fracturas sin desplazamiento transversal detectable, solo con poco movimiento extensional. Son las fracturas ms frecuentes en todos los tipos de rocas. En la superficie son ms frecuentes como en altas profundidades. Tienen una extensin de milmetros, centmetros hasta pocos metros. Normalmente existen en una masa rocosa grupos de diaclasas y/o sistemas de diaclasas. Los grupos de diaclasas son estructuras paralelas o subparalelas. Los sistemas de diaclasas se cortan entre s en ngulos definidos y tienen una cierta simetra. Algunas diaclasas muestran un relleno (secundario) de calcita, cuarzo, yeso u otros minerales. Aparte de diaclasas tectnicas existen diaclasas de origen no-tectnico: a) Fisuras de enfriamiento: Tienen su origen durante el enfriamiento de una roca magmtica (Materiales o rocas calientes que ocupan ms espacio con la misma cantidad de materia fra). foto; vase retrato histrico b) Grietas de desecacin: Durante la desecacin de un barro o lodo bajo condiciones atmosfricas hay una disminucin del espacio ocupado y la superficie se rompe en polgonos. > foto c) Fisuras de tensin gravitacional: Sobre estratos inclinados se puede observar bajo algunas condiciones un deslizamiento de las masas rocosas hacia abajo. Al comienzo de este fenmeno se abren grietas paralelas al talud. >Ejemplos histricos 2) Fallas: Son la rotura en las rocas a lo largo de la cual ha tenido lugar movimiento o desplazamiento. Este movimiento produce un plano de falla o una zona de falla. Las zonas de fallas tienen un ancho que va desde milmetros hasta cientos de metros. Los movimientos o desplazamientos (salto total) pueden ser pequeo (milmetros) hasta muy grandes (cientos de kilmetros). Algunas fallas muestran un relleno de calcita, yeso o slice. El movimiento en las fallas produce algunas estructuras o rocas especiales: Estras, arrastres, brecha de falla, milonitas y diaclasas plumosas. Estas estructuras se pueden usar como indicadores directos de fallas.

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Estras: (foto) Lneas finas en la superficie del plano de movimiento. Algunas veces se puede detectar el sentido del movimiento.

Museo virtual: estras Diaclasas plumosas de cizallamiento: Diaclasas rellenadas por calcita, slice u otros minerales en forma de un "S". Marcan la componente expansiva de un movimiento tectnico.

vase fotos de diaclasas plumosas en el Museo Virtual Arrastres: En conjunto del rompimiento las rocas cercanas del plano de movimiento pueden deformarse plsticamente.

Rocas cataclasticas: Brecha de falla: Relleno de una zona de falla con clastos angulosos a causa vase: reconocimiento de fallas de fuerzas destructivas durante el movimiento. Foto en: Museo Virtual Milonita: Si las fuerzas del movimiento son muy altas las rocas en la zona de falla se vase: reconocimiento de fallas deforman plsticamente o tal vez entran en una fusin parcial para formar una nueva roca slida21

(metamrfica) llamada milonita (foto). ms informacin vase "reconocimiento de fallas"

Comparacin Diaclasa-Falla Indicadores directos / Indicadores indirectos Diaclasa sin desplazamiento detectable no hay no hay no hay no hay tal vez con relleno ms frecuente ms pequeo ( se pierde ) superficie medio irregular vase: Museo virtual (fallas) 3. Esquistosidad En condiciones extremas, por ejemplo durante el metamorfismo las rocas se rompen en tablas. Este fracturamiento se repite en una frecuencia entre 0,5 hasta 3 centmetros. Las rocas se llama esquistos, pizarras o filitas. Durante este proceso generalmente ocurre una orientacin de varios minerales, especialmente de las micas. Falla con desplazamiento Estras con diaclasas cizallamiento plumosas de

Brecha de falla / Milonita / cataclasita Arrastres tal vez con relleno menos frecuente ms extenso continuacin) (tal vez tiene

superficie ms lisa Zona de falla es blanda Diferencia de la vegetacin Junto con la direccin de una quebrada o un valle produce lneas de afluentes

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Introduccin: Qu es una lineacin

Lineaciones son lneas matemticas (vectores) que marcan a dos direcciones. Lineaciones se conoce en la geologa como resultado de interseccin dos planos geolgicos, eje de pliegue, direccin del flujo, entre otros. En la practica es muy importante reconocer las lineaciones. Algunas veces se puede tomar los datos tectnicos una lineacin directamente con la brjula, o por el conocimiento de dos planos se puede calcular la orientacin con ayuda de la red de Schmidt. 1. Introduccin: Proyecciones estereogrficas transfieren un objeto de tres dimensiones a una superficie de dos dimensiones (papel). Durante este proceso matemtico se pierde informaciones. Generalmente se conocen proyecciones cuales traspasan los ngulos correctos pero las distancias salen falso o distorsionado o proyecciones con las distancias correctas pero con los ngulos incorrectos. Adems existe un gran numero de proyecciones entre los dos extremos. Pero nunca ambos parmetros salen sin distorsin. El uso ms comn de proyecciones es por supuesto la topografa y la cartografa. Una carta es una proyeccin de la tierra redonda a un plano. Los cartgrafos se enfrentan con los mismos problemas ya mencionados: La carta aparece distorsionado por sus ngulos o por sus distancias - o se buscan proyecciones "intermedias" que cometen ambos errores pero en una forma disminuida.. En la geologa, especialmente en la geologa estructural y en la cristalografa, se necesitan un mtodo para visualizar la orientacin de los planos geolgicos en diagramas. El problema principal es, que los planos cubren los tres dimensiones (orientacin de un plano) y un papel tiene solamente dos dimensiones. Entonces se usan los proyecciones para reducir un objeto tridimensional a un grafico (diagrama) de dos dimensiones.

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2. Tipos de proyecciones: Equiangular: ngulos correctos, distancias falsas = Red de WULFF Se usan este proyeccin en la cristalografa para definir los ngulos en un cristal. Equidistancial: Distancias correctas, ngulos falsos= Red de SCHMIDT Esta proyeccin sirve para la geologa estructural porque se puede trabajar estadsticamente.

3. Idea de una proyeccin: Para proyectar un plano geolgico de tres dimensiones a un papel (de dos dimensiones) se usan la lnea normal del plano. La lnea normal de un plano es la lnea (imaginaria) perpendicular del plano. Cada plano entonces tiene su lnea normal. Para cada lnea normal solamente existe un plano correspondiente. La lnea normal funciona como definicin de un plano.

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Se usa el hemisferio abajo o sur para ejecutar la proyeccin. La lnea normal del plano de inters cruza el punto central para choquear con el hemisferio y se proyecta hacia arriba a la superficie abierta del hemisferio. Este punto se llama polo ().

Entonces toda la informacin de un plano geolgico a respecto de su orientacin est adentro de un punto en la red de SCHMIDT. Cada punto define exactamente la orientacin de un plano

Para describir una lineacin se usa la "direccin de inclinacin" que en este caso se llama trend y el manteo (buzamiento) - que se llama en lineaciones plunge. Para no equivocarse entre plano-lineacin sera recomendable poner un "L" adelante (o atrs) L=254/52 o 254/52L(estra) vase: la medicin de lineaciones Algunas veces es posible (y muy recomendable) medir lineaciones directamente en terreno.

El principio es igual como medir un plano, con la diferencia que una lineacin siempre tiene un trend (= una direccin de inclinacin) y un plunge (= manteo). El trend / la direccin de la inclinacin puede ser entre 0-360 en el sistema azimutal. El plunge / manteo puede ser un nmero entre 0-90. El concepto del "circulo completo" entonces se puede aplicar en planos y lineaciones. Solo es muy25

recomendable marcar los datos de lineaciones con un "L" (ejemplo: 15/65L; o L15/65) para tener claro que el valor representa una lineacin. Tambin hay que tomar el valor del plano donde se ubica la lineacin encima. Por ejemplo (1):

Como se mide Freiberger una

con

la brjula lineacin?

>>El borde largo de la brjula mide la lineacin: La placa para medir (y la brjula) se ubica paralelo como la lineacin; el "cuerpo" de la brjula por supuesto tiene una orientacin horizontal. La lectura se toma igual de un plano: sector rojo=aguja roja; sector negro=aguja negra. dir/mt L: la direccin de inclinacin / el manteo y un "L" de lineacin. Normalmente se mide tambin el plano donde se ubica la lineacin. >manual Freiberger< >planos con freiberger< Con la brjula tipo Brunton, del concepto "americano" es un poco ms difcil, por que ahora necesitamos la lectura de un completo circulo ( lineaciones marcan hacia una direccin hacia abajo- la otra direccin hacia arriba no se usan): La solucin es el uso de N.... y de S..... como punto de inicio. (con planos era suficiente usar N...., porque el rumbo es bidireccional) El ejemplo (1) - vese arriba - sera:

Estras: S37W; 34SW (Lineacin) del plano N58E; 74SE Lineacin con Brunton: 1. Estimacin de la direccin de la lineacin (trend) S est ms cerca del Sur, la primera letra= S S est ms cerca del norte, la primera letra=N 2. medicin con la brjula la direccin: se toma la diferencia hacia S o respectivamente hacia al N: S....E para lineaciones de direcciones entre S y este S....W para lineaciones de direcciones entre S y oeste(w) N...E para lineaciones de direcciones entre N y este N....W para lineaciones de direcciones entre N y oeste.26

3. Despus se toma el manteo o plunge con el clinmetro Ejemplo: Una lineacin que se baja hacia NNW con 15(manteo): Una aguja marca 330 la otra 150; 330 es ms cerca del NNW entonces se usa este aguja: N30W . El punto central es "norte" por eso se toma la diferencia entre norte (360) hacia 330. Despus se mide el manteo con el clinmetro "15": N30W;15... falta la direccin en letras: NW N30W;15NW

En realidad es mucho ms fcil tomar el valor azimutal usando la notacin "circulo completo" y trabajar con el valor azimutal: 330/15L. Este notacin funciona tambin bastante bien con el "brunton azimut

Tipos de lineaciones, ejemplos:

Estras: Estras son marcas del movimiento tectnico. La direccin de la estra coincide con la direccin del movimiento. Estras se mide normalmente directamente con la brjula. vase: Estra para reconocer una falla Museo Virtual: estras Eje de un pliegue: En pliegues con eje horizontal, el eje se ubica perpendicular a la direccin de inclinacin. El eje sirve bastante para describir un pliegue con solamente dos nmeros. En pliegues pequeos se puede medir directamente (con apoyo de un lpiz) el eje. En pliegues ms grandes se usa la red de Schmidt. ms de pliegues con eje inclinado >> Intersecciones de planos: S, dos planos se interceptan forman una lnea de interseccin: Es decir una lineacin. Normalmente es difcil medir la interseccin directamente en terreno. Lo mejor es una proyeccin de ambos planos en la red de Schmidt. Intersecciones entre planos iguales (falla/falla) se llama ejebeta. Intersecciones entre diferentes foliaciones (estratificacin27

/esquistosidad) se llama ejes-delta. Los ejes-delta de intersecciones entre estratos y esquistosidad marcan generalmente el eje del pliegue. Tambin la orientacin de minerales forma una lineacin. Eso se puede observar durante la sedimentacin en el ambiente fluvial (orientacin sedimentaria) o a causa de una deformacin tectnica de la roca.

Fallas 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 tectnicas en la corteza terrestre, cuales provocan roturas en la litosfera. Las fuerzas tectnicas tienen su origen principalmente en el movimiento de los continentes. 1. Indicadores directos de fallas: Generalmente se puede diferenciar entre indicadores directos u indirectos de fallas. Los indicadores directos manifiestan una falla cien por cientos, es decir sin dudas algunas. Estos tipos de indicadores se puede observar directamente en terreno analizando la foliacin en cuestin. Los indicadores indirectos definen una falla con una cierta cantidad de incertidumbres y dudas.

1.1 Desplazamiento: El desplazamiento de una unidad geolgica o una otra estructura geolgica indica la actividad tectnica. Desplazamientos tectnicos en el terreno marcan siempre una falla. Problemas: Se confunde con la estratificacin normal, si las capas tienen una inclinacin o se equivoca con accidentes morfolgicos.

28

1.2 Estras Lneas finas arriba de un plano de falla. Estas lneas indican adems la orientacin del desplazamiento y posiblemente el sentido. (vase foto) Se encuentra en casi todos los lugares y el reconocimiento es fcil. Problemas: Estras solo marcan el ultimo movimiento cual posiblemente no coincide con el movimiento general. Para sentir con el dedo el sentido del movimiento cuesta y se puede equivocarse. Estras en el Museo Virtual 1.3 Diaclasas plumosas de cizalle Durante un movimiento tectnico se puede abrirse pequeas fracturas, cuales se rellenan con calcita, yeso o cuarzo. (vase foto) La forma es siempre como un "S" y en dimensiones entre milmetros hasta metros. Problemas: No tan frecuente en la naturaleza.

1.4 Arrastres Cerca de una falla las rocas pueden deformarse plsticamente. Se puede observar un leve monoclinal hacia el plano de la falla. Los dimensiones: entre centmetros y metros. Normalmente fallas grandes muestran este fenmeno.

29

Problemas: Equivocacin con estructuras sedimentarias posible como derrumbes por ejemplo. 1.5 Brechas de falla (Kataclasita) Por la energa del movimiento algunas veces las rocas en la zona de falla se rompen y se quiebran, para formar una brecha tectnica o brecha de falla. Brechas de fallas normalmente muestran una dureza menor como las rocas no afectadas. Por eso morfolgicamente una brecha de falla se ve como depresin. Problemas: Se puede confundir brechas de falla con otros tipos de brechas (brecha volcnica, brecha sedimentaria). 1.6 Milonita La milonita es una roca metamrfica que se form por las fuerzas tectnicas. Los minerales (cuarzo) se ve elongado hacia la direccin principal del movimiento. Milonitas son generalmente dura y bien resistente contra la meteorizacin. Problemas: Macroscpicamente es bastante difcil reconocer una milonita, solo con seccin transparente se llega a resultados confiables. [Foto Milonita (Museo Virtual)] Existen varios tipos de fallas: Descripcin de un pliegue (Tipos de pliegues) Para describir un pliegue se puede usar varios parmetros. Depende de la cantidad de la informacin y de las necesidades de informacin:30

a) Angulo interflanco b) orientacin del plano axial c) simetra al respeto del plano axial d) Comportamiento del eje del pliegue e) Espejo del pliegue a) Uso del ngulo interflanco:

pliegue pliegue pliegue pliegue pliegue

isoclinal apretado cerrado abierto suave

Museo (pliegues)

virtual

b,c) simetra y orientacin del plano axial

Tipos de pliegues (en perfil)

31

d) Eje del pliegue 1. Pliegue con eje horizontal:

Existe un plano de simetra en el centro del pliegue y los dos flancos se inclinan casi en el mismo ngulo

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

Pliegue volcado: Existe un flanco invertido. En un flanco invertido los estratos ms jvenes se ubican abajo.

Pliegue acostado: Plano axial con orientacin horizontal

Pliegues con planos axiales casi paralelos (vase ngulo nterflanco): Pliegues isoclinales se puede encontrar en 32 rocas metamrficas con dimensiones de centmetros.

En un pliegue con eje horizontal muestran todos los flancos el mismo rumbo. Los dos flancos solamente tienen una direccin de inclinacin opuesta. 2. Pliegues con eje inclinado muestran diferentes direcciones de inclinacin, diferentes rumbos y diferentes manteos. Se habla de un rumbo circular por que los trazados de posibles rumbos encima del pliegue forman un semi-circulo. Pliegues con eje inclinado son realmente difcil para entender en terreno, ms encima s se trata de mega-estructuras de varios kilmetros de ancho. Una herramienta muy til para entender y describir estas estructuras es la proyeccin estereogrfica - la red de Schmidt.

e) Espejo del pliegue La lnea que junta todos las charnelas de los sinclinales (o anticlinales) se llama espejo del pliegue. El espejo marca entonces una tendencia ms global del plegamiento. En la imagen se nota que el espejo marca una cierta inclinacin33

haca la derecha. Significa en el sector de la izquierda afloran los estratos generalmente ms antiguos.

Red de Schmidt Interseccin de dos planos

(Falsilla

de

Schmidt)

Dos planos (no paralelos) se interceptan. La interseccin es una lineacin - una lnea. Un ejemplo seran los paredes de una sala. La interseccin de dos paredes ser el rincn. Este rincn se puede describir como una lnea vertical y es el resultado de las dos paredes. En la geologa en algunos casos la interseccin de dos planos marca una lnea de alta importancia. Por ejemplo la situacin tpica en los yacimientos histricos en la Regin Atacama (Chile) - la interseccin de dos vetas en el sector Chaarcillo o Tres Puntas eran los sectores ms ricos en plata se llamaba "cruceros". Hasta hoy da este fenmeno es visible en muchos yacimientos actuales.

Identificacin de la interseccin:

Los dos planos ya estn en la proyeccin (ejemplo f1 y f2) como polo (x) y como circulo mximo (figura 3). Lgicamente, donde se cruzan los crculos mximos se "ubica" la interseccin. No hay que olvidar que la palabra "ubicacin" se refiere a una orientacin en un espacio tres dimensional.

34

Figura 1: Dos planos se interceptan y forman una lineacin. Lineaciones tienen igual que planos una direccin de inclinacin y un manteo solamente se llama trend (corresponde a la direccin) y plunge (corresponde al manteo).

Figura 2: Los dos planos y la lineacin se puede proyectar a la red de Schmidt. Como la Red de Schmidt originalmente tena el objetivo de calcular lineaciones todo el procedimiento de llegar a un nmero es muy fcil: 1. Lineaciones se ubican como se piensa. Una lineacin inclinndose haca al sur sera un punto en el sector sur de la proyeccin. Una lineacin vertical sera un punto en el centro. Entonces en el ejemplo (dibujo 1) f1 y f2 se interceptan en el sector ENE con un manteo bien vertical (muy cerca del centro).35

Para llegar a los valores precisos hay que hacer siguiente maniobra:

Figura 3: Situacin inicial. f1 y f2 se interceptan en el sector ENE en poca distancia del centro - significa un manteo alto. Se puede estimar entonces un valor de 80/70

1. Moviendo la transparencia hasta que la interseccin se queda encima del eje "Norte Centro" 2. La "direccin de inclinacin" (correcto es la palabra "trend" - porque es una lineacin) se toma en la distancia entre Norte(copia proyeccin) haca N(transparencia) en el sentido contrarreloj! 2. 3. El "manteo" (correcto es la palabra "plunge" - porque es una lineacin) corresponde a la distancia entre Norte y interseccin (Ejemplo: la flecha azul "mt")

36

Figura 4: Se gir la transparencia hasta que se qued la interseccin justamente encima el eje Norte - centro. La direccin de la inclinacin de la lineacin corresponde a la distancia N(pauta arriba) hasta N transparencia - tomada siempre contrarreloj. Programas computacionales:

La toma de lineaciones en los programas computacionales es mucho ms fcil: Simplemente se hace "clic" encima de la interseccin - o el programa automticamente muestra el valor s el mouse est encima del punto. Pero cuidado: hay que verificar los datos. Probablemente el programa muestra los datos de un supuesto plano y no de una lineacin. Por eso siempre hay que estimar el valor. Como ya mencionado lineaciones tienen una ubicacin en la proyeccin "como se piensa" entonces es fcil realizar una estimacin rpida (vase> Fallas tectnicas se puede clasificar por su orientacin y simetra. La gran mayora de las fallas son vertical o casi ("sub") vertical. Es decir tienen manteos entre 90 y 45. El desplazamiento puede ser vertical, horizontal o oblicuo. Normalmente se trata de desplazamientos verticales o horizontales. 1. Fallas con desplazamiento vertical: Entre el grupo de las fallas verticales se puede distinguir fallas normales y fallas inversas. Fallas normales son un producto de fuerzas extensionales, fallas inversas un producto de fuerzas de compresin.

37

>>

imagen

mejorada

Idea para diferenciar entre falla normal e inversa: Una falla normal produce un "espacio". Se puede definir un sondaje vertical sin encontrar un piso (o techo) de referencia. Una falla inversa produce una "duplicacin": Se puede definir un sondaje vertical para encontrar el mismo piso (o techo) de referencia dos veces. Antittica-Homotetica En conjunto con falla normal - falla inversa se puede usar "antitetica" y "homotetica". La palabra antitetica indica que la falla y los estratos se inclinan hacia los direcciones opuestos. Homotetica significa, que los estratos y la falla tienen la misma direccin de inclinacin.

2. Fallas con horizontal:

desplazamiento

Existen principalmente dos tipos de fallas con un desplazamiento horizontal: Fallas con un sentido del movimiento sinistral (contra reloj) y fallas con un sentido del38

desplazamiento destral (sentido del reloj).

Estratigrafa: Generalidades: Nils Stensen formul en el siglo XVII la primera ley geolgica: Los estratos inferiores son generalmente ms antiguo que los estratos arriba. Hoy da solo hay que agregar "en posicin tectnica normal" - significa hay que excluir los casos extremos donde tectnicamente se produzco una inversin del orden normal. Un poco ms tarde William Smith formul la segunda ley geolgica: Cada estrato tiene su contenido caracterstico en fsiles. Smith descubri que algunos fsiles tienen una caracterstica y se repiten en varias zonas pero siempre en la misma poca - entonces fsiles guas. Hoy da solamente hay que relativar el "cada" (cada estrato tiene....) y cambiarlo en "algunos": Algunos estratos tienen un contenido caracterstico en fsiles. Actualmente los dos "leyes" forman base de la estratigrafa - especial en las definiciones de unarelacin vertical o una relacin horizontal en distintos lugares o fazies. (vase>>) Propiedades generales de estratos:

39

La distancia entre el piso de una capa (piso= lmite inferior) y techo (lmite superior) se llama espesor real. S la capa est cortada aparece un espesor aparente. El espesor aparente es siempre igual o mayor del espesor real.. Para secciones perpendiculares a la direccin de inclinacin vale: sen(manteo) = Espesor real / Espesor aparente. En terreno normalmente el espesor aparente y el manteo (brjula) estn conocidos. Entonces para calcular el espesor real vale: Espesor real = sen(manteo) * Espesor aparente.

Inclinacin de estratos: Por fuerzas tectnicas los estratos en algunos sectores muestran una inclinacin. Las fuerzas tectnicas adems producen fallas, pliegues y deformaciones

Discordancias o disconformidades Disconformidades o discordancias se forman por el conjunto de sedimentacin fuerzas tectnicas - erosin. Estratos normalmente representan desde abajo hacia arriba una cronologa temporal. Es decir los estratos abajo son ms antigua como los estratos superiores. S en una poca no hay sedimentacin o faltan estratos de esta poca. Despus de este tiempo nuevamente empezar la sedimentacin y cubre los estratos viejos con depsitos horizontales. Al final se encuentra un perfil de capas que presenta una ausencia temporal (Figura: 1,2 estratos antiguas; 1417 estratos ms jvenes; los estratos de las pocas 3-13 faltan). Discordancia angular

S, durante la ausencia de la sedimentacin existe una actividad tectnica los estratos viejos (1-6) se inclinan o representan fuertes deformaciones. Los estratos jvenes (14-17) todava no existen y por eso no muestran este deformaciones40

tectnicas. En siguiente se depositan los estratos modernas (14-17) en una forma horizontal.

Transgresin: Ingreso del mar hacia al continente. S un sector se hunde tectnicamente (son movimientos lentos!), el mar puede ingresar hacia el continente. Significa un perfil geolgico muestra una disconformidad y los estratos ms jvenes de una facis marina se ubican ms adentro del continente Regresin: Es el retiro del ocano desde el continente. Puede ser el sector continental muestra un alzamiento tectnico (o una disminucin global del nivel ocenico) y el agua tiene que retirarse de sectores continentales. En un perfil geolgico se nota un cambio desde una facies marina - abajo a una facies terrestre arriba. El sector de transicin es marcado por una facies litoral con marcas sedimentaras tpicas y una facies tpica litoral. Generalmente la transicin no se manifiesta en un estrato, es generalmente un conjunto de estratos que abajo tiene una predominancia marina (calizas) y siguen hacia arriba intercalaciones de estratos terrestres (conglomerados), ms haca arriba se encuentra una fuerte predominancia de estratos terrestres con intercalaciones de capas marinas. Al fin del proceso afloran exclusivamente estratos terrestres. Horst y Graben Graben: El conjunto de dos fallas normales paralelas con inclinacin opuesta en un ambiente tectnico expansiva se llama graben o fosa tectnica. Es decir el sector central se mueve relativamente abajo al respeto de los flancos. En el interior de una fosa tectnica afloran generalmente rocas ms jvenes como afuera del sistema. El tamao de un graben puede ser centmetros hasta grabenes grandes alrededor de 300 km.41

Un Horst o pilar tectnico muestra un movimiento hacia arriba en su interior, es decir el sector central est construida por rocas ms antiguas como el sector lateral. Morfolgicamente un graben puede aparecer como valle o como cerro, un horst puede formar morfolgicamente elevaciones o depresiones (valles quebradas).

El ejemplo del desarrollo de un graben tectnico muestra el conjunto a la formacin de una quebrada. Pero tambin existen fosas tectnicas que forman finalmente un cerro.42

Las palabras "horst" y "graben" provienen del alemn. Horst significa algo como "sector elevado", "Graben" como zanja, trinchera o fosa. Falla de transformacin Fallas de transformacin son fallas de rumbo especiales. Este tipo de fallas se puede encontrar en el fondo marino, segmentando la placa ocenica. La gnesis de placa ocenica en el lomo central ocenico no ocurre con la misma velocidad en todos sectores. Significa un segmento tiene una velocidad alta un otro segmento una velocidad ms baja. Los dos segmentos muestran entonces una desplazamiento entre s. Al otro lado del lomo central los segmentos se mueven hacia el otro continente. La misma falla de transformacin puede ser una falla sinistral en un sector y en el otro sector una falla destral. Normalmente, en la geologa tradicional, las fallas de rumbo no pueden cambiar su sentido dextral o sinistral a lo largo de su apariencia. Las fallas de transformacin son un buen ejemplo en que forma la teora de la deriva continental cambi algunos principios geolgicos bsicos. Para imaginarse la situacin de una falla de transformacin se puede pensar en dos vehculos que se mueven a la misma direccin, pero uno ms rpido, entonces adelantando el otro. S el ms rpido adelanta a la pista izquierda (como establece la norma del transito) entre los dos autos se puede detectar un desplazamiento dextral.

43

Sistemas del RIEDEL 1. Teora El modelo de RIEDEL (1929) explica la deformacin adentro de una zona que sufre las fuerzas que corresponden a una falla del rumbo. RIEDEL originalmente solo se refiere a una escala de decmetros. Pero ms tarde su modelo fue adoptado a escalas de kilmetros. En la Regin Atacama (Chile) se puede aplicar el modelo - la distancia entre las fallas principales es alrededor de 140 kilmetros.

Sistema de Riedel (segn RIEDEL, 1929) son un conjunto de varias estructuras tectnicas a causa de dos fallas de rumbo (fallas principales): 1. Fallas conjugadas (destral o sinistral: las fallas que corren entre los dos sistemas principales. 2. Estructuras de compresin: Cabalgamientos, fallas inversas, horst 3. Estructuras de expansin: Diques, vetas, fallas normales, graben Descripcin de un pliegue (Tipos de pliegues) Para describir un pliegue se puede usar varios parmetros. Depende de la cantidad de la informacin y de las necesidades de informacin: a) Angulo interflanco b) orientacin del plano axial c) simetra al respeto del plano axial d) Comportamiento del eje del pliegue e) Espejo del pliegue a) Uso del ngulo interflanco:

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pliegue isoclinal pliegue apretado pliegue cerrado pliegue abierto pliegue suave

b,c) simetra y orientacin del plano axial

Existe un plano de simetra en el centro del pliegue y los dos flancos se inclinan casi en el mismo ngulo

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

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Pliegue volcado: Existe un flanco invertido. En un flanco invertido los estratos ms jvenes se ubican abajo.

Pliegue acostado: Plano axial con orientacin horizontal

Pliegues con planos axiales casi paralelos (vase ngulo nterflanco): Pliegues isoclinales se puede encontrar en rocas metamrficas con dimensiones de centmetros.

Tipos de pliegues (en perfil)

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.

d) Eje del pliegue 1. Pliegue con eje horizontal:

En un pliegue con eje horizontal muestran todos los flancos el mismo rumbo. Los dos flancos solamente tienen una direccin de inclinacin opuesta. 2. Pliegues con eje inclinado muestran diferentes direcciones de inclinacin, diferentes rumbos y diferentes manteos. Se habla de un rumbo circular por que los trazados de posibles rumbos encima del pliegue forman un semi-circulo. Pliegues con eje inclinado son realmente difcil para entender en terreno, ms encima s se trata de mega-estructuras de varios kilmetros de ancho. Una herramienta muy til para entender y describir estas estructuras es la proyeccin estereogrfica - la red de Schmidt.

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e) Espejo del pliegue La lnea que junta todos las charnelas de los sinclinales (o anticlinales) se llama espejo del pliegue. El espejo marca entonces una tendencia ms global del plegamiento. En la imagen se nota que el espejo marca una cierta inclinacin haca la derecha. Significa en el sector de la izquierda afloran los estratos generalmente ms antiguos.

1. Falla como sector de menor resistencia: Las fallas muchas veces no afloran a la superficie porque la zona de falla es ms blanda en comparacin de las rocas alrededores. La erosin entones afecta los sectores de la falla ms que las otras partes de la zona. La zona de falla paulatinamente se transforma a un valle o una quebrada. No tarda mucho y los procesos sedimentarios acumulan un relleno de rocas sueltas (como arena y gravas) cuales cubren el fondo del valle. La falla se queda "invisible" pero coincide con el trayecto del afluente. Especialmente las "megafallas" fallas de gran extensin y movimiento muestran este comportamiento.

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2. Desarrollo de un graben tectnico

Un graben tectnico (fosa tectnica) tiene su origen a fuerzas extensionales, cuales producen dos fallas paralelas con un sector central, que se hunde tectnicamente. No siempre en la naturaleza se encuentra este desplazamiento reflejndose en la morfologa, porque la erosin rpidamente destruye estas diferencia de niveles: Significa la erosin afecta mas fuerte los flancos elevados y49

la fosa se rellenar rpidamente con depsitos aluviales. En estructuras de horst y graben es la regla morfolgica comn vlido: La roca ms resistente forma zonas elevadas, la roca menos resistente forma sectores morfolgicamente bajas. Cabalgamientos son grandes planos de falles horizontales cuales muestran un movimiento horizontal. Generalmente no es tan fcil para detectar esos tipos de estructuras grandes. Comn son cabalgamientos en las regiones donde se conocen altas fuerzas compresivas (por ejemplo durante el choque de dos continentes). Estos movimientos (desplazamientos) pueden alcanzar algunos varios kilmetros.

Caractersticas de un cabalgamiento (manto tectnico): Rocas que se formaron en el lugar mismo se llama: Autctono (por la palabra "auto" que significa "por s mismo") Rocas que se formaron en otros sectores, y por fuerzas tectnicas se desplazaron se llama Aloctono. El aloctono tambin se puede llamar manto tectnico (nunca solamente manto!). Restos solitos del manto se llama escama o klippe. Sectores donde falta el manto se llama ventana o fenster.

Deteccin de un manto tectnico:

50

a) Zona de milonita y metamorfismo cerca de una falla horizontal b) Zona de falla horizontal con estructura imbricada. c) Aloctono como rocas ms antiguos se ubica arriba de una roca ms joven. d) Facies del aloctono completamente diferente como del autoctono e) El aloctono muestra un mayor grado de metamorfismo y un diferente dominio tectnico. f) S hay saltos o irregularidades en los facies metamrficas.

3. Facies metamrficas Las facies metamrficas se entiende mejor en los diagramas de temperatura y presin. Bajo 200 C se encuentra la diagnesis o este sector no est realizado en la naturaleza.

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enominacin de diques: a) Nombre intrusivo segn STRECKEISEN (>)

b) S existe una textura especial como textura porfdica, microcristalina: microNOMBRE porfdico Ejemplo: Un dique con textura porfdica y matriz microcristalina, con un contenido de minerales principalmente de Plagioclasa: Microdiorito porfdico (Observacin: Esta roca parece sin duda a una Andesita, pero el conocido ambiente de formacin (intrusiva!) solo permite el uso de un nombre intrusivo.

c ) Nombres especiales -por minerales: Dique de epidota-cuarzo por ejemplo. (>Epidota en mdulo minerales) - Aplita Dique blanco con cristales pequeos A diques claros de grano pequeo a fino, que segn su composicin corresponden a plutonitas distintas del tringulo doble de Streckeisen se52

llama aplitas, por ej. aplita de granito, de granodiorita o sienita. Generalmente las aplitas son rocas leucocrticas (M 1. Cada estructura tectnica es ms joven que la roca de caja. Es decir: las fallas, diaclasas, vetas, y diques en una roca siempre tienen una edad menor que la roca.

> 2. Una estructura tectnica joven puede cortar una estructura antigua. Es decir: la gnesis de un elemento tectnico afecta a las estructuras tectnicas antiguas. Con este principio se puede desarrollar una cronologa de las fases tectnicas de un sector. Con un levantamiento estructural y anlisis de las intersecciones se puede definir el desarrollo tectnico por el tiempo. Este mtodo por supuesto tiene sus limitaciones y sus errores, por ejemplo el comportamiento tectnico diferente entre dos materiales (rocas) distintas. 7.2 Precauciones y procedimiento Algunas interpretaciones de intersecciones de elementos tectnicos no llegan al resultado esperado a causa de algunos factores durante el emplazamiento del elemento tectnico. a) Formacin de grietas de enfriamiento en el dique cuales muestran una direccin tectnicamente no existente. b) Fracturamiento refractada: En casos de inhomogenidades (por ejemplo roca del dique dura, roca de caja ms blanda) las direcciones de las fracturas se cambian.54

c) Desplazamiento aparente: vetillas y diaclasas muestran una continuacin desplazada por razones genticas. d) Ausente emplazamiento de diques por razones de dureza de roca

Para eliminar mayores problemas se recolecta una cantidad alta de informaciones. Es decir se interpreta la mayor cantidad de intersecciones como posible. S hay contradicciones en los resultados hay que aplicar un "ranking" de la confianza. Significa algunos intersecciones no tienen el mismo valor que otros . Evaluacin de intersecciones: El grupo uno y dos se constituye de alta confianza. El grupo 4 se analiza con alta precaucin.

Las estructuras de mayor confianza son relacionadas con fallas tectnicas con indicadores directas del desplazamiento como estras. La correlacin petrogrfica y geoqumica muestra una confianza menor. Intersecciones entre diques, vetas, rellenos de diaclasas o solo diaclasas se encuentra en los grupos de baja confianza (Grupo 3 y 4). Expansin de la tierra Una idea muy temprana para explicar los contornos parecidos de los continentes se manifest en la teora de la expansin. Idea principal era que la tierra se55

expandi, la corteza continental se rompi y los ocanos ocuparon el espacio entre los continentes. Problema: El enfriamiento del globo terrestre fsicamente no permite una expansin, en contrario una contraccin ser ms probable. La teora no puede explicar fuerzas compresionales en la corteza terrestre.

3. Contraccin de la tierra: Muchos cientficos hasta 1870 usaban este teora para explicar la formacin de fallas, pliegues y montaas. Hasta la presencia de grandes mantos tectnicos (cabalgamientos) aliment este teora. (vase trabajos geocientficos histricos) La teora de la contraccin tom en cuenta que los materiales en enfriamiento disminuyen su volumen. Pero para explicar las fuerzas tectnicas en la corteza terrestre la magnitud no es suficiente. Adems no era posible para explicar fuerzas expansivas de grandes dimensiones como grabenes. Hoy sabemos que la tierra est en contraccin pero con un valor mucho menor como antes pensado, y no alcance las magnitudes para jugar un papel importante en la generacin de fuerzas tectnicas.

56

4. Teora de geosinclinales La teora de los geosinclinales existi entre 1873 hasta 1960. J. DANA, el fundador de esta teora explico la formacin de montaas por procesos largos y no como otros cientficos de esta poca con procesos catastrficos. La teora de geosinclinales trat para explicar la formacin de montaas en una forma por fuerzas verticales. En cuencas (geosinclinales) se acumularon grandes cantidades de sedimentos, las cuencas por el peso se hunden hasta una contra fuerza levanta todo el material acumulado a montaas (como un colchn de resortes expulsa un peso). Esta teora funcion bastante bien en las montaas que marcan una simetra hasta ambos lados. Las dificultades principales de esta teora son: A) Muchas montaas no son simtricas ( por ejemplo los Andes) como postula la teora. b) La parecida biofacies jursica y cretcica de frica, Amrica de Sur, Australia, la India y Antrtica la teora de geosinclinales explic con conexiones (puentes) continentales. Geogrficamente (y geolgicamente) es muy difcil explicar al fondo marino una elevacin que conecta La India - frica - Amrica del sur, sin conectar Asia y Amrica de Norte. c) El fondo marino es geolgicamente completamente diferente como un continente. Ser muy difcil explicar como los geosinclinales se cambian de una cuenca marina a una parte de la corteza continental El conocimiento en por ejemplo en el ao 1912 ya provoc una serie de57

contradicciones - vase en el mdulo "trabajos histricos de las geociencias". Hoy existe evidencia que los continentes se mueven horizontalmente, se sabe que el fondo marino es generalmente ms joven como un continente, y que las regiones cerca del lomo central ocenico son ms joven como los sectores ms lejanos. La subduccin hoy es un fenmeno conocido y explicable. Las investigaciones del fondo marino de los aos sesenta llegaron a la conclusin que la teora ms favorable sera la deriva continental del ao 1912. Entonces a partir de los aos sesenta la mayora de los cientficos acept la nueva teora.

1. Introduccin Desde 1912 existe la teora de deriva continental (ALFRED WEGENER), pero no fue aceptada en este poca. En los aos 60 nuevas investigaciones del fondo del mar y de regiones montaosas como los Andes permitieron la postulacin de una nueva teora global geotectnica. Con la teora nueva de la tectnica de placas desaparecieron las teoras antiguas como de los geosinclinales o la expansin o contraccin de la tierra. La teora de deriva continental contiene varios puntos nuevos: 1. Los continentes no son estables, se mueven. 2. Existen dos tipos de corteza: corteza continental y corteza ocenica. 3. La fuerza para mover los continentes viene de flujos de conveccin y de la rotacin de la tierra. 4. En los lomos (cordilleras) centrales ocenicas se forma corteza ocenica nueva.58

5. En algunas partes del mundo las placas choquen entre s y este proceso puede causar la formacin de montaas. 6. La placa ocenica como corteza de mayor densidad algunas veces se hunde abajo de la placa continental (= subduccin). 7. Algunas veces un continente se separa para formar dos continentes (ejemplo: frica y Amrica del sur) 8. La configuracin de los continentes era en los tiempos pasados totalmente diferente: como un continente grande de Antrtica-Amrica de sur-Australiafrica-India ( = GONDWANA). 9. Las rocas del fondo marino son relativamente jvenes (no ms antiguas como jursico). Las rocas ms antiguas se encuentran en los continentes.

El movimiento de los continentes provoc, o esta provocando algunos cambios en la vista cientfica de algunos reas: Los corrientes del mar y el clima global dependen de la configuracin de los continentes. La evolucin y el desarrollo de la vida dependen de la separacin de los continentes. Los modelos geolgicos de la geologa estructural, de la formacin de montaas, de la formacin de depsitos minerales y de la sismologa no funcionan con la deriva continental. Tipos de corteza: Existen dos tipos de corteza: La corteza continental y la corteza ocenica. La corteza continental incluye los continentes y los sectores del mar de baja59

profundidad. La corteza ocenica se encuentra en los sectores ocenicos de alta profundidad.

1.1. Diferencia geoqumica entre placa continental y placa ocenica Generalmente las diferencias geoqumicas entre corteza continental y corteza ocenica se manifiestan en los contenidos de SiO2, Al2O3, FeO, MgO, CaO y K2O. Tabla: Distribucin de elementos qumicos en la corteza continental y ocenica: Elemento qumico SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O Corteza continental (en %) 60,2 15,2 2,5 3,8 3,1 5,5 3,0 2,9 Corteza ocenica (en %) 48,7 16,5 2,3 6,2 6,8 12,3 2,6 0,4

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1.2 Otras diferencias entre las diferentes cortezas: Corteza continental Corteza ocenica Peso especifico Espesor Altura Edad Rocas menor (ms liviano) grueso (30-70km) mayor (ms pesado) Delgado (6-8km)

entre -200m hasta Fondo del mar 8849m tal vez antigua rico de Si ms joven (jurasico) pobre de Si

1. Formacin de rocas intrusivas (resumen): a) Cristalizacin a dentro de una cmara de magma b) Cristalizacin muy lento (algunos millones de aos) c) Ambiente de alta presin 2. Textura: -Holocristalinas: Solo existen minerales con estructura cristalina: No hay vidrio! -Cristales de tamao mediano y grande (0,5 mm hasta 2 mm) Todos los cristales en una muestra tienen normalmente el mismo tamao. Excepcin: Granito porfdico. El granito porfdico es una roca intrusiva con una textura porfdica como normalmente se encuentra en las rocas volcnicas (Riolita, Andesita) - Hipidiomrfico: Cristales tienen una forma aproximadamente propia. - Minerales son distribuidos irregularmente, homogneas. - Macizas sin intersticios

Textura fanertic Los granos minerales son suficientemente grandes para identificarlos en una muestra de mano. Las rocas de textura fanertica son caractersticas para intrusiones (rocas plutnicas) y para los ncleos de cuerpos extrusivos grandes (rocas volcnicas), que enfran lentamente permitiendo un crecimiento de minerales grandes. Ejemplos de rocas son: granito equigranular, de grano medio y macrocristalino; monzonita de grano medio a grueso; gabro de grano pequeo o grueso. Compare con la textura afanitica en las rocas extrusivas>>

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Textura granular Los minerales principales son isomtricos, macroscpicamente visibles. En la mayora de las rocas la fabrica es masiva, los minerales estn distribuidos irregularmente o los minerales no isomtricos como las lminas de feldespatos o las micas hojosas estn alineados. La textura es tpica para las plutonitas y tambin est desarrollada a menudo en las rocas subvolcnicas y en los diques. Textura equigranular xenomrfica Textura muy comn en una roca plutnica: Equigranular significa que los granos tienen el mismo tamao.Xenomrfica significa, que los minerales (cristales) no muestran sus contornos propios. Este textura se encuentra entre otras en granitos. Textura panalotriomrfica o xenomrfica La textura xenomrfica es una textura granular. Los minerales principales son xenomrficos, se tocan entre s con bordes sencillos, arqueados o de otra forma. Muchos gabros estn caracterizados por una textura alotriomrfico granular. Textura hipidiomrfica La textura hipidiomrfica es una textura granular. Una parte de los minerales principales es idiomrfica, la otra parte no. La textura hipidiomrfica es muy comn en losgranitos, las sienitas y las dioritas. (>>definicin) Textura panidiomrfica o idiomrfica granular respectivamente La mayora de los minerales principales es idiomrfica, una proporcin relativamente pequea de los minerales principales es xenomrfica y llena los intersticios entre los minerales idiomrficos. Cmulo El trmino 'cmulo' se refiere a la acumulacin de cristales precipitados de un magma sin habiendo sido modificado por una cristalizacin posterior, la acumulacin se debe a la gravedad. 'Cmulo' tambin es el adjetivo para la textura de un acumulado (Kumulat). Cmulos estn desarrollados especialmente en algunas plutonitas bsicas y ultrabsicas, en las intrusiones estratificadas. Los62

cristales cmulos se forman a partir del magma y se acumulan en capas o estratos especiales llamados acumulados o en fragmentos de ellos. El material del intercmulo (o es decir del espacio entre los cmulos) cristalizado del magma restante se ubica entre los cristales cmulos. En un acumulado el contenido en material del intercmulo es menor a 5%. Despus de la acumulacin a los cristales cmulos se pueden agregar ms material proveniente del intercmulo. Este material se denomina el adcumulado, por ejemplo compuesto de plagioclasas. Los heteracumulados se componen de los cristales cmulos y de otros minerales cristalizados alrededor de los cristales cmulos en manera poiquiltica. Texturagrfica

Se forma por el intercrecimiento y la penetracin de un feldespato alcalino y un cuarzo. En un corte se observa las inclusiones de cuarzo alineados segn un orden mas o menos regular en el feldespato alcalino de tal manera apareciendo como letras. Por esto se ha llamado la roca de esa textura 'granito grfico'. La textura est desarrollada especialmente en algunas pegmatitas. Texturamicrogrfica Se refiere a los productos de la desvitrificacin de intercrecimientos de cuarzo y feldespato alcalino en los granofros y en las riolitas. La textura est caracterstica para micropegmatitas, granofros. Los trminos grfico y microgrfico se aplican tambin a los intercrecimientos de otros minerales por ejemplo entre cuarzo y plagioclasa

Texturamirmequtica La textura mirmequtica se refiere al intercrecimiento de plagioclasa y cuarzo desarrollado en granitos y gneises. La plagioclasa es de forma convexa con respecto al feldespato alcalino y alberga ptalos y palitos de cuarzo en alineacin divergente y en otra. Los intercrecimientos parecidos entre otros minerales se puede llamar similar a la textura mirmequtica. 3.Denominacin: Segn STRECKEISEN para rocas intrusivas "normales" con un contenido modal de cuarzo, Feldespatos alcalinos y Plagioclasa. Diagrama de piroxenos / olivino s no hay (menor de 10%) Cuarzo+Feldespatos Alcalinos+Plagioclasa

4. Las rocas intrusivas ms importantes:

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4.1 Granito: Roca leucocrtica con cristales de tamao medio hasta grande. Principalmente contiene como minerales claras: Feldespatos alcalinos (microlina o ortclasa), cuarzo y plagioclasa. El cuarzo muestra normalmente un color gris- transparente, con un fracturamiento concoide. Los componentes mficos son biotita, muscovita, hornblenda. Augita es muy escaso. Cuarzo y los feldespatos muestra contornos xenmorfos, las plagioclasas y los mficos son generalmente hipidiomrfico o idiomrfic o.

>>Diagrama Streckeisen

4.2 Granodiorita:

La Granodiorita contiene una menor cantidad de los Feldespatos Alcalinos in comparacin al granito. Con mayores cantidades de plagioclasa tambin se aumentan las cantidades de los componentes mficos. Los minerales mficos ms64

comunes son biotita, hornblenda, raramente augita.

>> Diagrama Streckeisen

4.3: Tonalita: Roca generalmente de color blanco con predominancia en plagioclasa y cuarzo. No hay (menor de 5% Feldespatos alcalinos). Muchas veces la Tonalita se encuentra en estructuras de medio o pequeo tamao o en diques.

4.4 Diorita:

La diorita aparece generalmente de color "blanco-negro" o es levemente gris- verde. Como componente clara se encuentra casi solo plagioclasa (Contenidos de An 30-50). Cuarzo y los feldespatos alcalinos no superan 5%. Los mficos ms comunes son hornblenda verde, biotita y titanita. Augita es ms escasa. La textura eshipidiomrfica - granular, pero los grandes cantidades de plagioclasa (blanco-gris) esconden laequigranualidad. >>Diagrama Streckeisen

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4.5 Gabro Roca melanocrtica, con la misma ubicacin en el diagrama de Streckeisen que la diorita (campo No. 10). La plagioclasa es la componente predominante, pero con contenidos de An entre 50-90. Piroxenos son muy frecuente.

4.6. Monzonita Roca con una cantidad parecida entre Plagioclasa y Feldespato Alcalino (Ortoclasa). Generalmente tiene poco o ningn cuarzo.

4.7 Sienita:

La sienita tiene una textura equigranular, de grano mediano hasta grano grueso. Su color en general es rosado hasta gris. La componente ms comn es el feldespato alcalino, y hasta 35% la plagioclasa. Cuarzo no es tan predominante. Adems se encuentra biotita, hornblenda y augita. >>Diagrama Streckeisen

Otros nombres:

Carbonatita: Roca intrusiva de un magma de carbonatos. No muy frecuente. Felsita La felsita es una roca compuesta de minerales claros tales como cuarzo y feldespato. Su textura es de grano fino a denso, los minerales no estn caracterizados por formas especficas. Tal vez su origen no es tan claro - siempre66

se mantiene la discusin de una formacin o por lo menos de una impregnacin post-magmtica. Afloramiento: En la regin Atacama se conocen una gran cantidad de rocas intrusivas. En la mayora afloran Dioritas, Granodioritas, Monzonitas y Granitos. Ejemplo: Cerro de la Universidad de Atacama: Una roca especial: Granito orbicular entre Chaaral y Caldera. Definicin "metamorfosis": Cambio de las rocas por la presin. (vase: temperatura / presin) accin de temperatura y/o

En el momento rocas sedimentarias, gneas o metamrficas sufren temperaturas mayores de 200C y/o presiones altas se transforman a rocas metamrficas: >cambio de la textura (vase: textura >cambio de los minerales de rocas metamrficas)

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1. Introduccin Rocas metamrficas son productos del metamorfismo o es decir de la transformacin de una roca por recristalizacin y por cristalizacin de nuevos minerales estables bajo las condiciones metamrficas manteniendo el estado slido. La transformacin es causada por un aumento de la temperatura y/o por deformacin (deformacin puede producir calor de friccin). Meteorizacin y diagnesis o es decir la solidificacin de una roca sedimentaria no pertenece al metamorfismo. Generalmente los procesos metamrficos actan en profundidades relativamente altas con respecto a la superficie. Casos especiales del metamorfismo con respecto a su posicin son el metamorfismo por ondas de choque (catclasis) causadas por el choque de grandes meteoritos con la superficie terrestre y el efecto calorfico de un corriente de lava a la roca encajante. Grado metamrfico, zonas metamrficas y facies metamrficas son los conceptos bsicos y comunes para describir y clasificar los procesos metamrficos. El grado metamrfico se refiere a la intensidad del metamorfismo, que ha influido en una roca. Generalmente el grado metamrfico nombra la temperatura o la presin mxima del metamorfismo. Las zonas metamrficas se distinguen en base de un mineral determinado o de un grupo de minerales. Por ejemplo la zona de granate se caracteriza por68

la apariencia de granate y la zona de sillimanita se caracteriza por la apariencia de sillimanita. Las facies metamrficas se distinguen a travs de grupos de minerales, que se observan en rocas de composicin basltica. Las zonas y facies metamrficas se determinan a travs de la identificacin de los grupos de minerales formados simultneamente. La composicin de algunos minerales metamrficos, que se puede analizar por una microsonda, y la textura pueden indicar las condiciones de temperatura y presin caractersticas para el grado metamrfico. El grado metamrfico (por ejemplo los grados metamrficos segn WINKLER) nombra las condiciones de temperatura y presin mximas, que han influidas en la roca. Pero metamorfismo no es esttico, ms bien es caracterizado por condiciones de temperatura, presin y estrs (esfuerzo elstico) cambindose. La historia de las condiciones de temperatura y presin, que han actuado en la roca durante un evento metamrfico, se llama en ingles 'metamorphic p-T-path'. Este puede indicar varios parmetros como las fuentes de calor, que causan las variaciones de temperatura, la posicin estructural local de la roca y el gradiente del transporte tectnico.

1.1 Los factores, que contribuyen al metamorfismo Los factores principales son las variaciones en la temperatura y en la presin, el esfuerzo elstico (de compresin, deviatoric stress) y la migracin de los fluidos. Estos factores son factores externos y pueden efectuar cambios en la mineraloga, en el quimismo de los minerales y en el quimismo total de la roca. Un otro factor importante es el quimismo total de la roca. Puesto que la misma combinacin de factores externos causar distintos cambios en rocas de diferente composicin qumica. La temperatura es el factor ms importante en procesos metamrficos, puesto que la mayora de las reacciones metamrficas se debe a variaciones de la temperatura. Las variaciones de temperatura hacen necesario un aporte calorfero a la roca. La fuente calorfera puede ser un cuerpo intrusivo cercano, un arco magmtico relacionado con una zona de subduccin o una fuente calorfera regional profunda como el calor derivado del manto por ejemplo. Adems la descomposicin radioactiva de elementos influye la estructura trmica de la Tierra. La presin de carga es el segundo factor importante, es causado por la masa de las rocas sobreyacentes y depende de la profundidad y de la densidad de las rocas sobreyacentes. Por ejemplo una pila rocosa de 1km de potencia de69

granito ejerce una presin de carga de 264bar, basalto ejerce una presin de carga de 294bar, - peridotita (ultramfica, de olivino, tpica para el manto superior) ejerce una presin de carga de 323bar, - agua ejerce una presin de carga de 98bar. El desarrollo de la temperatura y presin (factores p-t) Metamorfismo progrado Si una roca de partida es llevada desde condiciones inferiores de T y p tpicas para su formacin a condiciones elevadas de T y p tpicas para el metamorfismo, se habla de un metamorfismo progrado. El metamorfismo progrado est acompaado por la liberacin de los constituyentes voltiles de la roca como de H2O, CO2, O2 y S expresndose en reacciones de deshidratacin y descarbonatizacin. Por ejemplo el metamorfismo de un basalto formado en la superficie terrestre, que mediante de la formacin de la cordillera haya sido transportado a grandes profundidades terrestres. A partir de 12km de profundidad y a T = 300C se transforma en una pizarra verde y con un descenco mayor hasta ms de 35km de profundidad se convierte en una eclogita, que se compone principalmente de omfacita (piroxeno mixto de jadeita y augita) y granate. Metamorfismo retrogrado Si una roca de partida es llevada desde condiciones superiores de T y p tpicas para su formacin a condiciones metamrficas inferiores de T y p, se habla de un metamorfismo retrogrado. Por ejemplo la transformacin de una peridotita de olivino y piroxeno formada en el manto superior bajo condiciones de formacin elevadas en una serpentinita principalmente de diferentes minerales del grupo de la serpentina como el crisolito y la antigorita, cuya temperatura de formacin es limitada a T = 500 a 600C por la descomposicin trmica de la serpentina. Metamorphic p-T-path El grado metamrfico (por ej. los grados metamrficos segn WINKLER) nombra las condiciones de temperatura y presin mximas, que han influidas en la roca. Pero metamorfismo no es esttico, ms bien es caracterizado por condiciones de temperatura, presin y estrs (esfuerzo elstico) cambindose. La historia de las condiciones de temperatura y presin, que han actuado en la roca durante un evento metamrfico, se llama en ingles metamorphic p-T-path. Este puede indicar varios parmetros como las fuentes de calor, que causan las variaciones de temperatura, la posicin estructural local de la roca y el gradiente del transporte tectnico.

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La fuerza elstica (esfuerzo elstico o deviatoric stress) se refiere al componente de presin dirigido, que no es del mismo valor en todas las direcciones. Normalmente el esfuerzo elstico tiene valores pequeos de 510bar hasta 100bar. El esfuerzo elstico puede deformar la roca, en que acta: puede alinear los minerales, formar la foliacin o la esquistosidad de la roca metamrfica o causar rotaciones de minerales. Por consiguiente el esfuerzo elstico produce las texturas dirigidas (fabric) de una roca metamrfica como de un esquisto, de un gneis o de una milonita. Adems los fluidos, que pasan por la roca, la presin, que ejercen estos fluidos y la interaccin de los fluidos con los minerales o con la roca son factores importantes. El quimismo total o la composicin qumica de la roca expresado por los contenidos en xidos de elementos tambin es de importancia. Puesto que en rocas de diferente composicin qumica cristalizarn distintos minerales metamrficos bajo las mismas condiciones de temperatura y presin. Por ejemplo con una temperatura T = 550C y una presin p = 5 kbar (+/15km de profundidad) una roca arcillosa se convertir en un esquisto micaceo, mientras que una caliza se convertir en un mrmol. La cuarcita compuesta de SiO2 puro puede derivarse de una arenisca de puro cuarzo, como puede encontrrselo en la playa o puede derivrsela de un silex, lo que es una roca sedimentaria de precipitacin de slice. Los esquistos de cuarzo y feldespato o el gneis se componen principalmente de SiO2 - Al2O3 - CaO - K2O - Na2O - H2O. La roca de partida puede ser una arenisca con feldespato, una arcosa, una grauvaca o una roca magmtica cida, es decir de composicin grantica o granodiortica. Las pelitas son de composicin SiO2 - Al2O3 - FeO - MgO - K2O - Na2O H2O. A grado metamrfico medio se convierten en esquistos micaceos, a grado metamrfico alto se convierten en gneises. En pelitas calcreas y en margas cristalizan minerales metamrficos ricos en calcio como coisita, lawsonita y margarita.

1.2 Lmites del metamorfismo El limite inferior del metamorfismo o es decir el limite entre diagnesis y el metamorfismo (de soterramiento) se pone a T = 200C. Los cambios mineralgicos y de textura en una roca, que ocurren a T pirofilita como significativa para distinguir entre diagnesis y metamorfismo. Tampoco para el limite superior existe una sola definicin. En este caso se consideran la temperatura, que corresponde al inicio de la fundicin de una roca como determinante para el limite superior del metamorfismo. La temperatura de fundicin de una roca depende entre otros factores de su composicin. Un granito empieza a fundirse a T = 62571

650C, mientras que un basalto se funde inicialmente a T = 850-900C con p = 2-3kbar. Como limite superior se podra elegir la temperatura mxima de T = 900-1000C. . Diagrama de STRECKEISEN (Triangulo doble de STRECKEISEN): La nomenclatura siguiente se funda en las reglas de la Unin Internacional de las Ciencias Geolgicas. Dichas reglas se presenta en el tringulo doble de Streckeisen y otros diagramas. En el caso de las plutonitas y diques completamente cristalinos la clasificacin se basa en el contenido mineral modal. El contenido mineral modal significa la participacin cuantitativa de los minerales en porcentajes de volumen global de la roca en cuestin y se puede determinarlo cuantitativamente. El diagrama "STRECKEISEN" o "QAPF" es actualmente el diagrama ms "oficial" en la denominacin de las rocas gneas. El diagrama permite en una manera bastante fcil la denominacin de rocas plutnicas y volcnicas. Solamente el contenido modal de 4 minerales en una muestra (y la textura) definen al final el nombre de la roca. Existen solamente pocas excepciones: Nombres como "ignimbrita" o piedra pmez no tienen su origen en este diagrama. Adems todas las rocas con un contenido menor de 10 % en Q-A-P-F, significa s la suma del contenido modal en cuarzo + feldespato alcalino + plagioclasa + feldespatoides no alcanza 10 %) se tratan en un otro diagrama.

El diagrama QAPF o Streckeisen es valido:

1. Para rocas intrusivas 2. Para rocas volcnicas

y

hipabisales

(subvolcanicas)

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>> vase versiones mejorados del Diagrama de Streckeisen (Q-A-P-F) Figura: El diagrama Streckeisen o QAPF. Los nmeros de los sectores representan un sector de una composicin determinada. Cada sector pertenece a un nombre intrusiva o extrusiva. Solamente el campo

Uso del diagrama:

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Vase: "Otro diagrama" / "Diferenciacin Andesita-Basalto,Gabro-Diorita"

Ejemplo del clculo para encontrar el punto en el triangulo

Para la presentacin de una roca magmtica se debe conocer su contenido mineral modal. Mtodos simples para determinarlo son los siguientes : a) Se determina el contenido cualitativo de la roca identificando todos los minerales microscpicamente visibles y se estima la participacin de cada tipo de mineral.

b) Se determina el contenido cualitativo de la roca observando una seccin transparente de la roca en cuestin a travs de un micropolariscopio, identificando todos los minerales y contando los diferentes tipos de minerales (por ejemplo por medio de un point counter), que aparecen en un rea definida, por ejemplo de la dimensin 10 x 10 mm2. Los cuatro parmetros del tringulo doble de Streckeisen son : 1. Q = Cuarzo y otros minerales de SiO2. 2. A = Feldespato alcalino (feldespato potsico incluido pertita y albita con menos de 5% del componente anortita, sanidina). 3. P = Plagioclasa (An 5 a 100), scapolita. 4. F = Feldespatoides : leucita, calsilita, nefelina, sodalita, noseana, hauyna, cancrinita, analcima y los productos de transformacin de estos minerales.

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Los porcentajes de volumen de los componentes A, P, Q o F se determina contando los componentes A, P, Q o F o se aplica una de las normas especiales a unanlisis qumico de la roca. Se convierte los porcentajes de volumen de A, P, Q o F a 100% y los resultados se presenta en el tringulo doble de Streckeisen. De tal modo se puede clasificar una roca magmtica y se obtiene la denominacin de la roca en cuestin.

El problema de campo 9 y 10 (Andesita-Basalto/Diorita-Gabro) Dioritas/andesitas y gabros/basaltos caen en el mismo campo (campo10) del tringulo doble de Streckeisen. Casi el nico componente claro, de que se constituyen, es la plagioclasa. Se distingue entre diorita y gabro con base en la composicin de la plagioclasa :

Andesita

Basalto

Diorita Anortita en plagioclasa An 30-50% Hornblenda Biotita ms clara

Gabro ( Geologa > Neo-tectnica > control > control > Diques > Geologa > Geologa > Falla Atacama de Estructural tectnico tectnico y y citas: general (cuaternario) depsitos magmatismo

Estructural: Andes Estructural: Regin

(general) Atacama

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> Deriva > Movimiento de placas > Deriva > Segmented > Hot > Subduccin > Back > Accretation > Terranes > Magmatismo > Continental

Continental

(general)

Continental: placa

ocano ocenica Spots Arc

de

Arcos

Volcnicos

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Geologa Estructural en general

Lionel Siame , Olivier Bellier , Rgis Braucher , Michel Sbrier , Marc Cushing , Didier Bourls , Bruno Hamelin , Emmanuel Baroux , Beatrice de Voogd , Grant Raisbeck and Franoise Yiou (2004): Local erosion rates versus active tectonics: cosmic ray exposure modelling in Provence (south-east France) . - Earth and Planetary Science Letters; Volume 220, Issue 3-4, Pages 345-364 Abstract

SYLVESTER, ARTHUR Strike-slip Geologic