1.1. estructuras de_la_tierra_parte_1
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GEOTECNIA APLICADA EN MECANICA DE SUELOS Y GEOMECANICA DE ROCAS
DIPLOMADO INTERNACIONAL
Ing. VICTOR TOLENTINO YPARRAGUIRRE Msc.
MECÁNICA DE ROCAS EN LABORES SUBTERRÁNEAS
CURSO
PRINCIPIO DE LA GEOMECÁNICA DE ROCAS
TEMA 1
SUB TEMA 1
FORMACION DE ROCAS. FACTORES GEOLOGICOS DE LA ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO
TITULO 1
ESTRUCTURA DE LA TIERRA
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
1. FORMACION DE ROCAS. FACTORES GEOLOGICOS DE LA ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO
ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
8/16/2013 12
Estructura de la Tierra
1. FORMACION DE ROCAS. FACTORES GEOLOGICOS DE LA ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO
La investigación del interior de la tierra, la determinación de su estructura y probable composición química, se realiza en base a la interpretación de datos indirectos obtenidos por métodos geofísicos. !!Dependiendo de la variable obtenida para realizar el estudio se pueden emplear distintos métodos. Los más empleados por el tipo y valor de la información que suministran sobre la constitución del interior de la tierra son los sísmicos, gravimétricos y magnéticos.!
¿CÓMO SE ESTUDIÓ?
1. FORMACION DE ROCAS. FACTORES GEOLOGICOS DE LA ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO
Sísmicos!!Permite obtener datos de todo el interior de la Tierra, ya que las ondas sísmicas, de las que obtiene su información, la atraviesan en su totalidad.!
Magnéticos!!!
Estudia el valor del magnetismo en distintas zonas. Éste indica cuáles son las rocas que hay, ya que unas rocas tienen un elevado magnetismo (alto contenido en hierro), mientras que otras lo presentan muy bajo o nulo!
Gravimétricos!!Mediciones del valor de la gravedad en distintas zonas de la Tierra permiten deducir las densidades de las rocas!
METODOS DE INVESTIGACIÓN
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La discontinuidad de Mohorovicic se acusa por una inflexión de las curvas. Separa la Corteza del Manto, y, por tanto, responde al cambio de composición que se produce entre ambas capas. !
La discontinuidad de Gutenberg se acusa en las ondas P por un brusco descenso de velocidad, y en las ondas S por la interrupción total, ya que no se propagan e el núcleo. Separa el Manto del Núcleo y, a la vez, la Mesosfera de la Endosfera. Esta discontinuidad es el reflejo de los importantes cambios de composición y estado físico que se producen entre dichas capas. !
Otras discontinuidades de menor cuantía se aprecian a profundidades de 700 y 5.150 km en el interior del manto y del núcleo. !
La discontinuidad de Wiechert es el límite entre la endosfera externa y la interna y correspone a un importante cambio en el estado físico de estas capas.!
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS “P” y “S” A DISTINTAS PROFUNDIDADES EN EL INTERIOR DE LA TIERRA
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La Tierra está estructurada de la siguiente forma: !!• Estructura química o estática: estructura interna de la Tierra atendiendo a los cambios de composición química que experimentan sus componentes. !
• Estructura mecánica o dinámica: muestran la estructura interna de acuerdo con los cambios de estado físico que experimentan sus constituyentes. !
Estructura química! Estructura dinámica!
• Corteza !• Manto !• Núcleo !
• Litosfera !• Astenosfera !• Mesosfera !• Endosfera !
ESTRUCTURAS DE LA TIERRA
1. FORMACION DE ROCAS. FACTORES GEOLOGICOS DE LA ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO
ESTRUCTURA QUIMICA
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Comparación entre las distintas capas definidas a partir de la composición química y comportamiento mecánico de las rocas
1. FORMACION DE ROCAS. FACTORES GEOLOGICOS DE LA ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO
!Magma primario y fusión de rocas del manto superior y la corteza!
ORIGEN DEL MAGMA HIPÓTESIS DEL MAGMA PRIMARIO
• Aumento de temperatura!• Disminución de la presión!• Importancia de los volátiles!
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DESPLAZAMIENTO DEL MAGMA
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• Principales elementos: O, Si, Al, Ca, Na, K, Fe. Mg.!• Volátiles 15 % en peso del total!• H2O y CO2, 90 % de volátiles!
COMPOSICIÓN DEL MAGMA
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• Basáltico!!(Si = 50 % , 900 – 1200°C, Prx, Anf) !
!< Densidad que las peridotitas=>Diapiros!!- Toelíticos (+ Si, Zona de rifts, 30 Km.)!!- Alcalinos (<Si, + Na – K, Zona interplacas, 80 Km)!
!• Silíceo!
!(Si = 70 %, < 800°C, Zonas de subducción)!
• Andesítico: Borde de convergencias CO-CO, CC-CO (Anf, Bio, Plg)!
- Riolítico: en CC, forman batolitos gr, (Qz, Feld Na-K) !
TIPOS DE MAGMA
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!LA DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA!!Serie de Bowen - Sedimentación Cristalina - Convección composicional!
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EVOLUCIÓN DEL MAGMA
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LA ASIMILACIÓN (FUSIÓN Y ASIMILACIÓN DE LA ROCA CAJA)!
Mezcla y recarga de cámaras magmáticas!
EVOLUCIÓN DEL MAGMA
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Cuando un magma, originado en el interior de la litósfera, se pone en comunicación con la superficie a través de una zona de fractura, asciende por las grietas hasta la superficie terrestre, y se solidifica en las inmediaciones del punto de emisión, originando por su acumulación un volcán. !!Un magma es una mezcla de material fundido, a temperaturas que oscilan entre los 700 y 1.200 oC, predominantemente de composición silicatada, con gases disueltos y pequeñas cantidades de materiales sólidos (cristales y fragmentos de rocas). El magma es, por tanto, un material fundido que procede del manto superior, donde coexisten una fase sólida, una líquida y una gaseosa disuelta. Se forman en zonas profundas donde las condiciones de presión y temperatura permiten la fusión parcial de las rocas. !!Normalmente esto ocurre en el manto superior y corteza inferior, a unas profundidades que oscilan entre 30 y 200 km. !!!
VOLCANISMO
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VOLCAN PARTES!
VOLCAN!MATERIALES!
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La fluidez o viscosidad de un magma depende de su composición química y, en particular, de la cantidad de óxido de silicio. La mayor o menor movilidad del magma depende de: !
• Presión - Temperatura - Composición del mismo !
más caliente = más fluido!
más comprimido = magma menos fluido!
rico en gas disuelto = mayor presión interna= menor viscosidad!
mayor concentración = más viscoso!
A igualdad de presión,la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura:!
A igualdad de temperatura, la viscosidad aumenta al aumentar la presión!
A igualdad de presión y temperatura, la viscosidad viene regulada por!la concentración de compuestos volátiles!
A presión y temperatura iguales, además de los gases, influye la!concentración de Si y Al!
MOVILIDAD DEL MAGMA
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El magma, sin los gases, cuando es capaz de fluir por la superficie terrestre, recibe el nombre de lava. La masa de lava que corre como un río incandescente, siguiendo la pendiente del terreno, se denomina colada, y puede alcanzar a veces decenas de kilómetros, dependiendo de su viscosidad. !!Durante las fases de calma de emisiones de lava, la actividad magmática continúa de forma menos espectacular. Entonces tienen lugar emisiones de gases por las grietas, formándose así las fumarolas. !!La erupción volcánica proyecta en el aire materiales fragmentarios, formados por la solidificación de partículas de lava. Los productos volcánicos pueden ser de tres tipos:!!1. Productos gaseosos"2. Productos líquidos"3. Productos sólidos o piroclastos!
PRODUCTOS VOLCANICOS
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PRODUCTOS VOLCANICOS
Son fragmentos de lava que solidifican prematuramente y tapan el cráter o la chimenea. Estos fragmentos son expulsados a la atmósfera de forma explosiva a causa de la acumulación de gases. Según su medida se pueden clasificar en: !!
• Ricos en sílice. !• Son muy viscosos. !• Tienden a solidificarse en las
inmediaciones del cráter o incluso en la misma chimenea volcánica, taponándola e impidiendo la salida de nuevas masas de lava.!
• Los gases que se desprenden del magma se acumulan en el interior del volcán, y adquieren presiones tan grandes, que llegan a provocar verdaderas explosiones, pulverizando buena parte del edificio volcánico.!
• Pobres en sílice.!• Son mucho más fluidos.!• Sus lavas tienden a fluir libremente
por los cráteres y se desparraman por las laderas.!
• Los gases se desprenden con facilidad, sin provocar explosiones de importancia.!
MAGMAS ACIDOS MAGMAS BASICOS
TIPOS DE MAGMAS
1. FORMACION DE ROCAS. FACTORES GEOLOGICOS DE LA ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO
VULCANIANO O ERUPCION EXPLOSIVA!
EXTROMBOLIANO O ERUPCION MIXTA!
PELEANO O ERUPCION EXTRUSIVA!
HAWAIANO O ERUPCION EFUSIVA!
KRAKATOANO! DE CIENO!
FISURALES!
TIPOS DE ERUPCIONES
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Las rocas magmáticas constituyen alrededor del 80% de todas las rocas de la corteza terrestre. Su formación, como se ha dicho, se debe a la solidificación de los magmas (masas fundidas), transformados por efecto de la temperatura y la presión. Las temperaturas de los magmas oscilan entre los 600º C., y los 1.300º C., dependiendo de que sean más o menos ácidos o básicos. !!El punto de fusión de las rocas endógenas está influido por el nivel de presión a que están sometidas. Cuando la presión es muy alta aumenta también el punto de fusión, lo que significa que una elevada temperatura puede no ser suficiente para alcanzar la formación del magma, manteniéndose las masas rocosas en estado sólido. !!
FORMACION DE MAGMAS
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Si por motivos tectónicos se produjese una disminución de la presión (fallas o pliegues), disminuiría el punto de fusión y la roca fundiría convirtiéndose en una materia magmática.!
La textura del magma, es decir, el conjunto de relaciones entre todos los componentes de una roca, depende de varios factores, tales como composición, profundidad y velocidad de enfriamiento.!!Se define como textura granítica o granuda, la que presentan las rocas compuestas por pequeños cristales granulares y regulares, con una clara diferenciación de los minerales que contienen. Se da cuando el enfriamiento del magma transcurre lentamente por efecto de la gran profundidad en que se encuentran, lo que supone una cristalización uniforme de los minerales (cristales con tamaño similar). Es típica de las rocas plutónicas.!!Una textura parecida a la granuda es la aplítica o microlítica. En ella se presentan pequeños cristales por efecto de un enfriamiento más rápido. Es típica de las rocas filonianas.!!Se define como textura vítrea (que recuerda al vidrio) cuando los cristales no llegan a formarse por efecto de un enfriamiento extremadamente rápido y violento. Esta textura es típica de ciertas rocas volcánicas. !!Si los cristales están cementados por vidrio, se dice entonces que poseen una textura microgranítica o porfídica. Pueden surgir en rocas filonianas o volcánicas. !!La pegmatítica está formada tanto por cristales pequeños como muy grandes (tras una recristalización de los pequeños). Es típica de las rocas filonianas.!
TEXTURA MAGMATICA
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En base a su composición, en los magmas se distinguen tres fases: líquida, sólida y gaseosa.!!La fase líquida depende de la proporción en silicatos de los magmas. Los silicatos son el grupo más rico en especies. !!Constituyen los componentes más importantes de las rocas y minerales, y por tanto de la corteza terrestre (incluyendo el cuarzo, integran el 95 %). !!Excepto los alcalinos, no son solubles, y muchos de ellos, salvo el fluorhídrico, son inatacables por los ácidos. Los silicatos más importantes son los de sodio y potasio (vidrios solubles), de magnesio (talco), de calcio (componente del vidrio y del cristal) y de aluminio (caolín o arcilla). El contenido en silicatos de los magmas tiene que ver directamente con su nivel de viscosidad o fluidez.!
COMPOSICION MAGMATICA
1. FORMACION DE ROCAS. FACTORES GEOLOGICOS DE LA ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO
En base a su composición, en los magmas se distinguen tres fases: líquida, sólida y gaseosa.!!La fase sólida de un magma es aquélla en que éste es pobre en dióxido de silicio (magmas básicos). !!En esta fase, el punto de fusión es superior al de la fase líquida debido a que los magmas contienen cristales en suspensión que no han fundido.!
COMPOSICION MAGMATICA
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!En la fase gaseosa de un magma se distingue un contenido en componentes volátiles tales como vapor de agua, dióxido de carbono; ácidos clorhídrico, bórico y sulfhídrico, entre otros. !!Todos ellos colaboran en hacer un magma más fluido.!
COMPOSICION MAGMATICA
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ROCAS IGNEAS
Plutónicas o !Intrusivas!
Textura Granular, Gruesa. !Cristalización Lenta, !a Profundidad!
Textura Fina!Cristalización !En Superficie!
Lavas o Derrames!Piroclastos o Cenizas!
Granito!Diorita!
Vítrea (Obsidiana)!Felsíticas (Riolita)! !Porfiríticas (Andesitas)!Fragmentales (Brechas Volcanicas)!
Volcánicas o!Efusivas!
Hipohabisales o !Filoneanas!
Textura Media.!Cristalización cerca !de superficie.
Pegmatitas!Diques!Varios!
Aspecto Físico!
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