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Asignatura: Geología Estructural. Segunda Unidad. Geología Estructural de cuerpos estratificados Temas. - Rocas estratificadas de yacencia horizontal . - Estratos monoclinales. - Orientación de planos geológicos en el espacio Profesor: Msc. Jorge Luis Alonso Díaz UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL Facultad de Ciencias Naturales. Carrera Ingeniería Geológica 4to ciclo. Preguntas de la clase anterior ¿Qué se conoce por esfuerzo de confinamiento y esfuerzo dirigido en geología? ¿Cuál es el principal motivo del esfuerzo dirigido en geología? Esfuerzo de confinamiento - derivado del peso de las rocas suprayacentes y actúa uniformemente en todas las direcciones. Esfuerzo dirigido - derivado del empuje tectónico motivado por el movimiento de las placas litosféricas y es el responsable de la formación de las estructuras tectónicas como pliegues, fallas, cabalgamientos, etc. ¿Cuál es la relación entre el esfuerzo y deformación en las rocas? Explicar con el gráfico de esfuerzo – deformación. ¿Cuales son los factores que intervienen en la deformación de las rocas y cómo influyen de acuerdo a su fragilidad o ductibilidad? Duración del esfuerzo Presión de confinamiento Temperatura – Presencia de fluidos El tipo de roca - Tiempos prolongados de esfuerzos pocos intensos favorecen el comportamiento dúctil de las rocas. - Presiones de confinamiento elevadas de las rocas favorecen su comportamiento dúctil de las rocas. - Las temperaturas elevadas de las rocas favorecen su comportamiento dúctil. - La presencia de agua (fluidos) en las rocas favorece el comportamiento dúctil de estas. – Diferentes tipos de rocas muestran diferentes comportamiento ante la deformación. ESTRATIFICACIÓN La estratificación es un fenómeno ligado a la sedimentación. Cuando los sedimentos se depositan en el fondo de las cuencas sedimentarias forman capas apiladas unas encima de las otras que se denominan estratos. La sedimentación no es un proceso continuo, por eso cada estrato indica un período de sedimentación. La potencia (espesor) de una capa nos informa del tiempo que duró el depósito de los materiales, y sus planos de estratificación indican cambios en la litología del sedimento o los períodos en los que la sedimentación se interrumpió. Sedimentación Estratificación Planos de estratificación Planos de división bien delimitados que separan los estratos de encima y de abajo. En esencia, la estratificación es el cambio alternativo, en forma de capas, de una roca con una composición litológica, un color y una estructura interna, por otra de diferentes características, entre las cuales existen planos de separación nítidos (planos de estratificación). Estratificación Las diferentes capas, que constituyen una secuencia estratificada, originalmente se depositaron en forma horizontal o casi horizontal; si no se producen movimientos tectónicos posteriores las capas se conservan en esa posición. A esto se le llama yacencia primaria de las capas sedimentarias. Si las capas resultan deformadas por fuerzas endógenas de diferentes grados de intensidad, entonces aparecerán plegadas y dislocadas, con lo cual se modifica su yacencia horizontal original. Estratificación Yacencia horizontal (YACENCIA PRIMARIA) Capas deformadas Estructura interna de las capas Cada capa, analizada como una unidad, presenta características muy diversas. En primer lugar es necesario señalar que cada capa no es homogénea y presenta variaciones en su interior que se manifiestan en: a) Variaciones de algunos de sus componentes en sentido vertical; b) Deposición en láminas del material en el interior de la capa; c) Variaciones de la granulometría. Todas estas características en conjunto se denominan “estructura interna de la capa” y dan a esta un aspecto que la diferencia claramente de las que yacen encima y por debajo. Ejemplos de estructura interna de una capa 1-Deposición en láminas del material en el interior de la capa. En condiciones de deposición en aguas tranquilas, donde el oleaje o las corrientes no afectan el proceso de sedimentación, las partículas que caen al fondo de la cuenca tienden a estratificarse horizontalmente y surge así la estratificación laminar paralela. Estructura interna de las capas 2-Estratificación cruzada Estratificación cruzada (laminación de corriente). Serie de planos de estratificación inclinados que guardan relación con la dirección del flujo de la corriente, con el ángulo de apoyo del sedimento y con la proporción de provisión del mismo. por cambios en las direcciones de corriente de agua o el aire. Es característica de los sedimentos eólicos o aluviales. Estructura interna de las capas 3-Estratificación gradada (Variaciones de la granulometría). Variaciones de algunos de los componentes en sentido vertical; muestra una separación granulométrica de su material, quedando el más «grueso» en la base y el más «fino» en la parte superior. Estructura interna de las capas Estratificación gradada (Variaciones de la granulometría). Estructura interna de las capas Características estructurales de capas horizontales. Para muchas regiones es típica la disposición de las rocas estratificadas con buzamientos de valor cero o de algunos minutos lo cual se define como yacencia horizontal. Las diferentes capas, que constituyen una secuencia estratificada, originalmente se depositaron en forma horizontal o casi horizontal; si no se producen movimientos tectónicos posteriores las capas se conservan en esa posición. Si las capas resultan deformadas por fuerzas endógenas de diferentes grados de intensidad, entonces aparecerán plegadas y dislocadas, con lo cual se modifica su yacencia horizontal original. Yacencia horizontal (original) Cada estrato está limitado y separado de los estratos contiguos por dos superficies planas, más o menos paralelas, llamadas planos de estratificación. El plano superior se denomina techo, y el inferior, piso (muro). Dado que los estratos se disponen siempre superpuestos, el techo de un estrato es el muro del estrato suprayacente. Se denomina espesor o potencia de un estrato a la distancia que hay entre las superficies de estratificación que lo limitan, medida perpendicularmente a las mismas. Características estructurales de capas horizontales. Características estructurales de capas horizontales. Techo y piso (muro) de una capa horizontal y sus espesores Espesor o potencia de las capas Al valorar el espesor (potencia) de una capa se debe considerar el espesor real y el espesor aparente. Espesor real de una capa horizontal El espesor (potencia) real de cualquier capa, estrato o formación geológica es aquella que ha sido medida perpendicularmente a los planos del techo y del piso de la misma. En el caso de una capa horizontal el espesor real coincide con el espesor vertical. Espesor aparente de una capa horizontal Si la capa es cortada de forma no perpendicular a los planos del techo y del piso aparece un espesor aparente. Características estructurales de capas horizontales. Espesor real y aparente de una capa horizontal Características estructurales de capas horizontales. El espesor aparente de una capa horizontal será siempre igual o mayor que el espesor real El espesor aparente de una capa horizontal depende del relieve y puede variar bruscamente en dependencia este. La variación brusca del espesor aparente de esta capa horizontal lo determina el hecho de que en la zona de aumento del espesor aparente la pendiente es muy suave y en el extremo opuesto la pendiente es mucho más inclinada. Características estructurales de capas horizontales. Espesores aparentes Espesor real Pendientes suaves = Espesor aparente mayor Pendientes abruptas = Espesor aparente menor Pendiente vertical = Espesor aparente igual a espesor real Para los estratos con yacencia horizontal la determinación del espesor real se realiza a partir de la diferenciade las cotas (altitud) de sus superficies de estratificación. La determinación del espesor real de una capa horizontal consiste en hallar las cotas de la superficie superior (techo) y de la inferior (piso); al ser ambas horizontales su espesor real se determina mediante la resta de ambas cotas. Características estructurales de capas horizontales. Determinación del espesor real de una capa horizontal. Cota techo – Cota piso = Espesor real Cota – valor de altitud Manifestación de capas horizontales en mapas y perfiles geológicos En el mapa geológico los contactos estratigráficos de las capas horizontales se disponen paralelos a las curvas de nivel. Características estructurales de capas horizontales. Curvas de nivel Características estructurales de capas horizontales. Estratificación horizontal Representación de capas horizontales en el mapa geológico Características estructurales de capas horizontales. Representación de capas horizontales en el mapa geológico Características estructurales de capas horizontales. Capas de yacencia inclinada Las rocas estratificadas resultan deformadas por las fuerzas tectónicas dando lugar a las estructuras plegadas. Estratos monoclinales Siguiendo un orden lógico de las capas de yacencia inclinada, estudiaremos el estrato monoclinal como el elemento estructural más simple de las rocas con yacencia inclinada. Monoclinal: Tipo especial de pliegue con un solo flanco. Se puede presentar como una franja de buzamiento pronunciado dentro de un área de buzamiento suave. Un estrato monoclinal representa la flexión que conecta estratos horizontales o poco inclinados a ambos lados de dicha flexión. Este buzamiento puede deberse a un movimiento de adaptación de los sedimentos a la pendiente del sustrato. Los monoclinales son amplias flexuras que a diferencia de los anticlinales o sinclinales sólo tienen un flanco. Estratos monoclinales Estratos monoclinales Estratos monoclinales Monoclinal Estratos monoclinales Estrato monoclinal La determinación de la posición espacial de los cuerpos geológicos planares es de gran importancia para su representación en los mapas geológicos. Fragmento de mapa geológico donde se muestra la orientación de estructuras planarer. Ubicación espacial de un estrato monoclinal En la geología estructural la caracterización de la ubicación espacial de las estructuras geológicas, como por ejemplo un estrato inclinado, se realiza a través de la ubicación de planos y líneas contenidos en estas estructuras. La orientación espacial de las estructuras que medimos con nuestra brújula en el campo siempre son "planos" o "líneas". Características estructurales de capas horizontales. Terminología Ubicación espacial de estructuras geológicas Elementos de yacencia = Actitud de líneas y planos geológicos = Orientación de estructuras geológicas En Geología Estructural se consideran elementos planares a aquellos elementos geológicos que geométricamente se consideran planos y se representan a través de estos. Planos de Fallas Superficies de estratificación Superficies de discordancia Flancos de un pliegue Diques Vetas Clivajes Foliación, etc. Estructuras lineales aquellos elementos que se representan a través de la ubicación espacial de líneas. Línea de dirección de capa Línea de buzamiento Estrías de falla Eje de pliegue. Lineación de minerales, etc. Estrías de falla Eje de un pliegue Orientación de planos geológicos en el espacio Las estructuras geológicas que observamos en los afloramientos (fallas, pliegues, discordancias, etc) pueden ser consideradas en dos dimensiones como planos y se definen como estructuras planares. La orientación de estas estructuras planares se define a través de su: 1. Dirección de capa. 2. Dirección de buzamiento. 3. Angulo de buzamiento. 1. Dirección de capa. Terminología. Dirección de capa = Rumbo de capa = Dirección de plano = Dirección = strike (inglés) Línea de dirección de capa = Línea de dirección La dirección de capa se define por la posición espacial de la línea de dirección de capa. Línea de dirección de capa: es la línea que representa la intersección de la superficie del estrato con un plano horizontal imaginario. Dicho de otra manera – la línea de dirección de capa es una línea horizontal contenida en la superficie de un estrato. Dirección de capa La dirección de capa es el ángulo formado entre la línea de dirección de capa y el norte geográfico. 2. Dirección de buzamiento. Terminología Dirección de buzamiento = dirección de inclinación = dip direction (inglés) La dirección del buzamiento se define por la posición espacial de la línea de buzamiento. La línea de buzamiento es la línea que muestra la máxima pendiente del plano. La línea de buzamiento es perpendicular (90º de diferencia) a la línea de dirección de capa. Dirección de buzamiento. La dirección de buzamiento es el ángulo que forma con relación al norte geográfico la proyección horizontal de la línea de buzamiento. 3. Ángulo de buzamiento. Terminología Angulo de buzamiento = buzamiento = manteo = inclinación = dip (inglés) El ángulo de buzamiento es el ángulo que se forma entre la superficie del plano geológico y un plano horizontal imaginario. El ángulo de buzamiento varía entre 0 y 90° Ej. Una capa horizontal tiene un ángulo de buzamiento de 0°, mientras que una capa vertical tiene un ángulo de buzamiento de 90°. Elementos de yacencia de un cuerpo planar inclinado Elementos de la posición de un estrato Trabajo para la próxima clase En equipos de tres estudiantes Tarea: Usando las imágenes presentadas en la clase elaborar un modelo tridimensional donde se muestren los siguientes elementos: Capas inclinadas Línea de dirección de capa Línea de buzamiento Ángulo de buzamiento Norte Geográfico Dirección de capa Dirección de buzamiento Estos modelos serán explicados por cada estudiante del equipo mencionando el concepto de cada uno de los elementos que determinan la posición espacial de un plano geológico. Preguntas de la clase: ¿Qué son los estratos? ¿Por qué se produce la estratificación? ¿Cómo se manifiestan las variaciones en la estructura interna de las capas y qué condiciones de sedimentación representan? ¿Qué es la estratificación laminar y por qué se produce? ¿Qué es la estratificación cruzada y por qué se produce? ¿Qué es la estratificación gradada y por qué se produce? ¿A qué se le llama techo y piso (muro) de una capa? ¿Qué se entiende por espesor real y espesor aparente de una capa? ¿Cómo se determina el espesor real de una capa de yacencia horizontal? ¿Qué regularidad guardan los contactos de las capas de yacencia horizontal con relación a las curvas de nivel? ¿Qué es un monoclinal? ¿A través de qué elementos geométricos se realiza la ubicación espacial de las estructuras geológicas? ¿A través de qué elementos se ubican espacialmente las estructuras geológicas planares? ¿Qué se reconoce como línea de dirección de capa? ¿Qué se reconoce como línea de dirección de capa? ¿Qué es la dirección de capa? ¿Qué se reconoce como línea de buzamiento? ¿Qué es la dirección de buzamiento? ¿Qué es el ángulo de buzamiento? En la próxima clase se tomara lección de los siguientes temas: Tipos fundamentales de deformación de las rocas. Niveles estructurales en los que las rocas tienen diferente comportamiento. Factores que afectan el grado de deformación de las rocas. Estructura interna de una capa. Espesor real y el espesor aparente de una capa de yacencia horizontal. Determinación del espesor real de una capa horizontal. Estratos monoclinales. FIN DE LA CLASE GRACIAS POR LA ATENCIÓN !
