GEOLOGIA ESTRUCTURAL, ESTRUCTURAS FRAGILES

GEOLOGIA ESTRUCTURAL, ESTRUCTURAS FRAGILES

1. EL STRESS EN LAS ROCAS

   • ESTRESS
     • El stress es un tipo de fuerza que depende de la extensión de la superficie sobre la cual actúa esa fuerza
     • Componentes del stress
       • Descripcion grafica
         • donde se utiliza un sistema coordenado (X,Y,Z), y sus constantes son fuerzas tangenciales y normales
       • descripcion grafica de matriz
     • definicion
     • elementos
       • Stresses principales y elipsoide de stress
       • Stress medio y stress desviatorio
       • Campo del stress
       • Stress litostático
       • Stress tectónico

2. FRACTURAS: FALLAS, DIACLASAS Y VETAS

   • definicion
     • Son superficies o planos de discontinuidad en la roca, a lo largo de los cuales se pierde la cohesión del material
   • FALLAS
     • definicion
       • Falla es una fractura planar a lo largo de la cual la roca se ha desplazado según una dirección que es generalmente paralela al plano de ruptura, como consecuencia de la aplicación de un stress de cizalle.
     • Clasificación de fallas
       • fallas translacionales
         • Tipos de fallas translacionales
           • menor de 45°
             • -dextral- normal o dextral- inversa. -sinestral- normal o sinestral- inversa.
           • mayor de 45°
             • -normal-dextral o normal-sinestral. -inversa-dextral o inversa- sinestral.
       • fallas rotacionales
     • tipos
       • extencionales
       • contraccionales
       • listricas
       • de crecimiento
   • VETAS
     • definicion
       • Las vetas y vetillas son fracturas rellenas con mineral precipitado a partir de fluidos que circulan en su interior
   • DIACLASAS
     • definicion
       • Se definen como fracturas a lo largo de las cuales no existe desplazamiento. Es un plano de discontinuidad en la roca, sin desplazamiento

3. SISTEMAS DE FALLAS EXTENSIONALES

   • definicion
     • Una falla extensional es una falla normal según la cual el bloque colgante desciende respecto del bloque yacente. Las estrías de la falla son paralelas o subparalelas a la dirección del manteo de la falla.
   • Ambientes tectónicos de los sistemas extensionales:Los sistemas extensionales pueden ocurrir afectando a gran parte de la Corteza terrestre o bien asociados a otras estructuras o procesos geológicos específicos.
     • - Afectando a gran parte de la Corteza terrestre: · Sistemas de rift intracontinentales. · Sistemas de dorsales meso-oceánicas. · Márgenes continentales pasivos. · Cuencas de tras-arco. · Márgenes continentales colapsantes. - Asociados a otras estructuras o procesos geológicos: · En deltas progradantes. · En la parte superior de diapiros ígneos o salinos. · Como estructuras subsidiarias asociadas a fallas transcurrentes.
   • Fallas planas no rotacionales :Como su nombre lo indica, no rotan ni los estratos ni las fallas. El perfil de las fallas es recto y de un valor de manteo alto, el cual se mantiene constante
   • Fallas planas rotacionales:En este caso rotan tanto las fallas como los estratos involucrados en el movimiento, por el conocido mecanismo de “bookshelf mechanism” o deslizamiento de libros en una estantería, también llamado de dominó .
   • Fallas lístricas :En el caso de las fallas lístricas rotan tanto los estratos como las fallas en el bloque colgante
   • Combinación de fallas planas :En este caso el perfil de la falla es plano, pero presenta cambios bruscos de manteo con la profundidad
   • Casos más complicados en perfil La geometría de los sistemas de falla reales, es generalmente más compleja que los modelos simples examinados arriba.

4. SISTEMAS DE FALLAS CONTRACCIONALES :Consisten en sistemas o en familias de fallas inversas que generalmente ocurren juntas en los cinturones de plegamiento y fallamiento o cinturones orogénicos“fold-and-thrust belts”

   • CONCEPTOS GENERALES
     • Sobrescurrimiento Antepaís Traspaís Tectónica thin-skinnedTectónica thick-skinned Alóctono Autóctono Klippe Ventana
   • CARACTERISTICAS DE UN CINTURON DE PLEGAMIENTO Y SOBRESCURRIMIENTO
   • CARACTERISTICAS DE UN CINTURON DE PLEGAMIENTO Y SOBRESCURRIMIENTO
     • -Franja lineal o arqueada de pliegues y sobrescurrimientos de bajo ángulo. -Se forman en secuencias sedimentarias subhorizontales o con forma de cuña. -Los sobrescurrimientos y pliegues se dirigen generalmente hacia el continente. -El nivel de despegue mantea levemente (1º a 6º) hacia el interior del cinturón orogénico. -Constituyen el resultado del acortamiento y engrosamiento tectónico de sedimentitas en la zona de antepaís.
   • GEOMETRIA BASICA
     • -Los sobrescurrimientos cortan estratigráficamente hacia arriba la secuencia en sentido del transporte tectónico -Los sobrescurrimientos son, generalmente,paralelos a los estratos incompetentes (sal, lutitas, etc.), y oblicuos a los estratos competentes. -Los sobrescurrimientos se hacen más jóvenes en el sentido del movimiento
   • PLIEGUES POR CAMBIO DE MANTEO DE UNA FALLA INVERSA

5. SISTEMAS DE FALLAS DE RUMBO:Una falla de rumbo es una falla de cualquier escala a lo largo de la cual la mayor parte del movimiento se realiza en forma paralela a su rumbo.

   • CARACTERISTICAS GENERALES Cuando el plano de falla es observable en afloramiento, las estrías y ondulaciones centimétricas a métricas son principalmente subhorizontales
   • ESTRUCTURAS SECUNDARIAS La presencia de una falla de rumbo se encuentra frecuentemente indicada por un arreglo de estructuras secundarias escalonadas (“en-echelon”) de pliegues, fallas y fracturas según una zona de cizalle angosta y elongada.
   • DESLIZAMIENTO CONVERGENTE Cuando los movimientos transcurrentes se presentan acompañados de convergencia de ambos bloques se dice que ocurre una transpresión
     • caracteristicas:
       • -Pronunciado desarrollo de pliegues “en-echelon”. -Presencia de fallas inversas subparalelas a los ejes de los pliegues. -Formación de fallas inversas en “hoja de palma”
   • DESLIZAMIENTO DIVERGENTE En el movimiento divergente las estructuras extensionales dominan sobre las compresionales y en este caso se habla de transtensión
     • caracteristicas
       • - Los pliegues están ausentes. - Desarrollo de fallas normales. - Formación de fallas normales con forma de “tulipán” en sección transversal (figura 5.5). - Se forman cuencas extensionales denominadas cuencas “pull-apart”.
   • VARIACIONES EN LA FORMA DE LA TRAZA DE UNA FALLA DE RUMBO Uno de los rasgos característicos de las Fallas de rumbo es la aparición simultánea de estructuras de extensión y acortamiento a lo largo de la traza de la misma falla.
   • LAS FALLAS DE RUMBO EN EL CONTEXTO DE LA TECTONICA DE PLACAS Desde el punto de vista de la Tectónica de placas las fallas de rumbo se dividen en dos grandes grupos: fallas transcurrentes y fallas transformantes.
     • tipos
       • transcurrentes:-Terminan en un “splay” o ramificación, o bien en un doblamiento o “bend”.
       • fallas trasnformantes:-Terminan abruptamente contra estructuras extensionales o contraccionales especiales.

6. MECANICA DEL FALLAMIENTO:TEORIA Y EXPERIMENTOS

   • CIRCULOS DE MOHR APLICADOS AL FALLAMIENTO
     • Ecuaciones de los círculos de Mohr Sea un cubo de roca en la Corteza terrestre ubicado a una cierta profundidad. Analícese el estado de stress que actúa sobre un plano de fractura potencial P al interior del cubo, originado por la aplicación de un stress, el cual es de tipo compresivo, esto es s1 = horizontal y s3= vertica
     • -Condición de equilibrio perpendicular al plano P : Fuerzas hacia abajo = Fuerzas hacia arriba snA = s1 cos a (A cos a) + s3 sen a (A sena)
     • - Condición de equilibrio paralela al plano P : Fuerzas hacia la derecha = Fuerzas hacia la izquierda s1 sen a (Acosa) = tA + s3 cos a (A sena) Eliminando A de ambos miembros y despejando t, se tiene: t = ( s1 - s3) sena cos a (
     • Convenciones de los ángulos Para determinar la posición del plano P , existen dos convenciones. La primera determina su posición mediante el ángulo a que forma la normal al plano con la horizontal
   • CRITERIOS DE FRACTURA
     • Fallas conjugadas Analícese el caso de un par de fallas conjugadas que forman cada una un ángulo q con la dirección del stress principal s1
     • Envolventes de Mohr Teóricamente, las condiciones de ruptura están regidas por la recta de la ecuación de Navier￾Coulomb y una serie de círculos de Mohr tangentes
     • CRITERIO DE GRIFFITH Las envolventes de Mohr llevan a la conclusión de que el ángulo de fricción interna f i no es constante, sino que depende de la presión confinante, contrariamente a lo predicho por el criterio de Navier-Coulomb.
     • EL CRITERIO DE NAVIER-COULOMB Las condiciones que rigen la ruptura de cizalle de un material, a la vez que el ángulo que forman dos sistemas de fallas conjugadas originados por el mismo campo de stress, pueden ser predichas por el criterio de ruptura de Navier - Coulomb. Para que se produzca ruptura y deslizamiento a lo largo de un plano de falla deben vencerse dos tipos de resistencias: - Resistencia a la fricción. - Resistencia cohesiva.

7. ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA DEFORMACION FRAGIL

   • INDICADORES CINEMATICOS Definición: Los indicadores cinemáticos son rasgos de origen tectónico que permiten determinar el sentido del desplazamiento en zonas de cizalle y fallas. Estos rasgos son visibles desde escala microscópica hasta megascópica.
   • EL DATUM Para realizar el análisis estructural de un conjunto de fallas es necesario conocer los siguientes datos sobre cada una de las fallas: rumbo, manteo, rake de la estría de falla y sentido del movimiento de la falla a lo largo de la estría. Este último se establece con la ayuda de los criterios cinemáticos enunciados arriba
   • METODO DE ANDERSON Este método se basa en las relaciones geométricas que se observan entre las direcciones de stresses principales y un sistema de fallas conjugadas, ya sea en experimentos con probetas de rocas o en casos de fallas naturales
     • · La intersección de un par de fallas conjugadas define la orientación de s 2. · El ángulo agudo entre un par defallas conjugadas es 2q, y se encuentra bisectado por s 1. · La dirección de deslizamiento (estría de la falla) queda definida por la intersección entre el plano de falla y el plano (s 1,s 3). · El sentido de deslizamiento es tal que la cuña de material contenida en el ángulo agudo se mueve hacia adentro.
   • METODO SIMPLIFICADO DE LOS PLANOS DE MOVIMIENTO Este método, como su nombre lo indica, utiliza la construcción de los Planos-M de movimiento. Definición:Se define como Plano- M de movimiento de una falla al plano que contiene a la estría y al polo del plano de falla.
   • METODO DE LOS DIEDROS Este es un método cinemático que trabaja con el DATUM completo perteneciente a cada una de las fallas de la población a analizar

Imágenes y archivos del mapa