tema 7 - geología estructural - deformación y esfuerzo

GEOLOGÍA ESTRUCTURAL

¿Qué es la Geología Estructural?

¿Qué estudia la Geología Estructural?

¿Por qué las rocas se deforman?Tectónica de Placas

¿Cuáles son las principales estructuras originadas por deformación?Fallas-Pliegues: Clasificaciones.

Relaciones entre la Geología Estructural y otras disciplinas (Estratigrafía, Hidrocarburos, Yacimientos minerales, Metamorfismo, Magmatismo, etc.)

Métodos de trabajo en Geología Estructural

Estructuras y nivel estructural. Estructura de la tierra.

Relaciones entre estructuras y perforaciones

Geología Estructural es la rama de las Ciencias de la Tierra que estudia las

estructuras producidas por deformación. Las estructuras de deformación son

ordenamientos geométricos de planos, líneas y superficies cuya orientación y

forma son el resultado de la interacción de cuerpos de rocas preexistentes con las

fuerzas de la deformación” (Definición de The Encyclopedia of the Solid Earth

Sciencies, 1993)

Planos y líneas

Los planos y líneas son los elementos que utilizamos para caracterizar la estructura de un cuerpo de roca. Las rocas contienen planos y líneas de diferente origen, el más conspicuo corresponde a la estratificación de las rocas sedimentarias. Para conocer la estructura de un grupo de rocas o de una región es necesario tener sistemas de referencias para su orientación. El más utilizado es el que referencia los planos y líneas respecto al norte (rumbo-dirección) y respecto a la horizontal

PLANOS Y LÍNEAS EN GEOLOGÍA

Planos reales: Estratificación, fallas, fracturas, foliaciones, diques, etc.

Planos virtuales: superficies axial de pliegues, envolvente del plegamiento

Líneas reales: Minerales u objetos estirados, estría,

Líneas virtuales: Línea axial de un pliegue.

RUMBO Y BUZAMIENTO

Rumbo: Es el ángulo que entre una línea horizontal contenida en un plano estructural y una dirección de coordenadas específicas, por lo general el norte geográfico.

Buzamiento: Corresponde al ángulo de máxima pendiente formado entre el plano horizontal y el plano estructural; la dirección del buzamiento es siempre perpendicular al rumbo. Buzamientos verdadero y aparente.

Dirección e inclinación: Refieren al ángulo que forma el plano vertical que contiene una línea con el sistema de referencia (norte) y al ángulo que forma esa línea con la horizontal.

Para determinar el rumbo y buzamiento, la herramienta más útil es la brújula geológica

Brújula tipo Brunton

Rumbo y buzamiento

Deformación y esfuerzo

La fuerza es una magnitud vectorial que cambia o tiende a producir un cambio en el movimiento de un cuerpo.

Esfuerzo es la fuerza por unidad de superficie que mide la intensidad de la reacción del material ante una fuerza aplicada sobre el mismo.

El esfuerzo produce deformación.

Tipos de deformación y factores que influyen en la deformación.

La deformación se divide en dos grandes campos: frágil y dúctil.

Frágil es aquella deformación que produce ruptura y pérdida de cohesión en los materiales (Fracturas). El material se deforma de manera elástica hasta alcanzar la ruptura. Si antes de la ruptura se retira el esfuerzo, el material vuelve a su forma original.

Dúctil o plástica es la deformación que provoca cambios permanentes en la forma de cuerpo antes de la ruptura. Una sustancia afectada por deformación dúctil primero se deforma elásticamente y cuando alcanza el límite de elasticidad comienza a deformarse de forma permanente (deformación interna de los materiales o “strain”)

Factores que controlan la deformación

- Presión (Presión de confinamiento, presión dirigida)

- Temperatura

- Tiempo

- Fluidos

- Litología (composición, tamaño de grano, heterogeneidades

previas, etc.)

Deformación: Cambio de forma y orientación (rotación y traslación) de objetos o cuerpos de

roca desde un estado inicial a un estado final. El término es general mientras que la palabra

"strain" (deformación interna) posee un significado más restringido, relacionado con el

cambio de forma. La deformación consta de tres componentes: rotación, traslación y "strain". Una roca deformada puede no tener “strain” mientras que una roca con “strain” debe pertenecer a una

roca con deformación.

¿Cuáles son las causas de la deformación en la corteza terrestre?

¿Por qué se deforman las rocas de la corteza?

Tectónica de placas

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Placas en el presente y actividad tectónica

Corte esquemático mostrando los diferentes límites de placas: Transformante o conservativo

Convergente o destructivoDivergente o constructivo

Arco volcánicoArco volcánico

Placa sudamericanaPlaca sudamericanaPlaca de Nazca

Placa de Nazca

Nivel del marNivel del mar

60 km60 km

Condiciones óptimas de Condiciones óptimas de P° y T° para generar P° y T° para generar magmasmagmas

Fracturamiento producidoFracturamiento producidoPor el empuje de ambas placasPor el empuje de ambas placas

FosaFosa

Los Andes son un ejemplo de Margen Activo Los Andes son un ejemplo de Margen Activo (subducción de una placa oceánica bajo una placa (subducción de una placa oceánica bajo una placa

continental)continental)

Margen neutro (Fallas transformantes)

Margen destructivo (zona de subducción)

Margen constructivo (zona de dorsales)