Geología Estructural 2012
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Geología Estructural 2012 Parte 1. Esfuerzo. Deformación. Reología. Introducción Definición de Geología Estructural. Esfuerzos endógenos y exógenos. Marcadores de la deformación. Estructuras primarias, estructuras secundarias tectónicas y no tectónicas, contactos. Estructuras penetrativas y no penetrativas. Geología Estructural y tectónica, escalas. Reología. Análisis geométrico, cinemático y dinámico. Desarrollo en el tiempo de las estructuras tectónicas. Paleotectónica y Neotectónica. Disciplinas conexas. Aplicaciones. Dr. José María Cortés Geología Estructural Geología Estructural Definición • Es el estudio de las rocas deformadas. • Es la disciplina geológica que estudia las estructuras resultantes de la deformación de la litósfera (corteza y el manto superior de la Tierra). Geología Estructural Procesos Fuerzas Esfuerzos Materiales litosféricos con su fábrica original Materiales deformados Deformación Estructuras tectónicas Geología Estructural Procesos Fuerzas Esfuerzos Exógenas Endógenas Materiales litosféricos con su fábrica original Materiales deformados Deformación Estructuras tectónicas Geología Estructural Procesos Fuerzas Esfuerzos Exógenas Endógenas Materiales litosféricos con su fábrica original Sedimentos y rocas con marcadores Materiales deformados Deformación Estructuras tectónicas Geología Estructural Marcadores • Estratos • Clastos, cristales. • Fósiles • Elementos estructurales previos • Superficie del terreno • Otros Geología Estructural Marcadores • Estratos • Clastos, cristales • Fósiles • Elementos estructurales previos • Superficie del terreno • Otros Geología Estructural Marcadores • Estratos • Clastos, cristales • Fósiles • Elementos estructurales previos • Superficie del terreno • Otros Geología Estructural Marcadores • Estratos • Clastos, cristales • Fósiles • Elementos estructurales previos • Superficie del terreno • Otros Geología Estructural Marcadores • Estratos • Clastos • Fósiles • Elementos estructurales previos • Superficie del terreno • Otros Geología Estructural Procesos Fuerzas Esfuerzos Exógenas Endógenas Materiales litosféricos con su fábrica original Sedimentos y rocas con marcadores Materiales deformados Deformación Reconstrucción de la geometría de los cuerpos rocosos en 3D Estructuras tectónicas Geología Estructural Procesos Fuerzas Esfuerzos Exógenas Endógenas Materiales litosféricos con su fábrica original Sedimentos y rocas con marcadores Materiales deformados Estructuras tectónicas Deformación Reconstrucción de la geometría de los cuerpos rocosos en 3D Las estructuras pueden ser: • Estructuras primarias. • Estructuras secundarias a) No tectónicas. b) Tectónicas. • Contactos Geología Estructural Estructuras primarias Sedimentarias • Estratificación • Laminación ondulítica • Grietas de desecación, etc. En rocas ígneas • Estructuras de flujo • Disyunción columnar • Vesículas de gas, etc. • Lavas almohadilladas (Pillows) • Otras Geología Estructural Estructuras primarias Sedimentarias • Estratificación • Laminación ondulítica • Grietas de desecación, etc. En rocas ígneas • Estructuras de flujo • Disyunción columnar • Vesículas de gas, etc. • Lavas almohadilladas (Pillows) • Otras Geología Estructural Estructuras primarias Sedimentarias • Estratificación • Laminación ondulítica • Grietas de desecación, etc. En rocas ígneas • Estructuras de flujo • Disyunción columnar • Vesículas de gas, etc. • Lavas almohadilladas (Pillows) • Otras Geología Estructural Estructuras primarias Sedimentarias • Estratificación • Laminación ondulítica • Grietas de desecación, etc. En rocas ígneas • Estructuras de flujo • Disyunción columnar • Vesículas de gas, etc. • Lavas almohadilladas (Pillows) Columnas basálticas en la cascada Negra (Svartifoss) en Islandia. Geología Estructural Estructuras primarias Sedimentarias • Estratificación • Laminación ondulítica • Grietas de desecación, etc. En rocas ígneas • Estructuras de flujo • Disyunción columnar • Vesículas de gas, etc. • Lavas almohadilladas (Pillows) La torre del Diablo en Wyoming, Estados Unidos. Columnas en basaltos de una chimenea volcánica. Geología Estructural Estructuras primarias Sedimentarias • Estratificación • Laminación ondulítica • Grietas de desecación, etc. En rocas ígneas • Estructuras de flujo • Disyunción columnar • Vesículas de gas, etc. • Lavas almohadilladas (Pillows) • Otras Disyunción columnar en cuerpos intrusivos de rocas riolíticas porfíricas Geología Estructural Estructuras primarias Sedimentarias • Estratificación • Laminación ondulítica • Grietas de desecación, etc. En rocas ígneas • Estructuras de flujo • Disyunción columnar • Vesículas de gas, etc. • Lavas almohadilladas (Pillows) Almohadillas en lavas Geología Estructural Estructuras secundarias a. Tectónicas. Ejemplos: • • • • • • Diaclasas Fallas Zonas de falla Pliegues Foliaciones Zonas de cizalla dúctil Geología Estructural Estructuras secundarias. b. No tectónicas Rasgos relacionados a gravedad Deslizamientos terrestres y submarinos Estructuras salinas Otras Estructuras de impacto Estructuras circulares generadas por meteoritos y asteroides Deslizamientos de rocas en el valle del río Mendoza. Geología Estructural Estructuras secundarias. b. No tectónicas Rasgos relacionados a gravedad Deslizamientos terrestres y submarinos Estructuras salinas Estructuras de impacto Estructuras circulares generadas por meteoritos y asteroides Cráter Manicougan, Candá, 60 km de diámetro. Triásico. Geología Estructural Estructuras secundarias. b. No tectónicas Rasgos relacionados a gravedad Deslizamientos terrestres y submarinos Estructuras salinas Estructuras de impacto Estructuras circulares generadas por meteoritos y asteroides Meteor cráter, Arizona, 1,2 km de diámetro. Edad: 50ka. Geología Estructural Contactos Contactos concordantes entre unidades de roca Discordancias Contactos intrusivos Contactos por falla y zonas de cizalla Geología Estructural Procesos Fuerzas Esfuerzos Materiales litosféricos con su fábrica original Materiales deformados Estructuras tectónicas Deformación Reología: Relación entre esfuerzo y deformación. Condiciones bajo las cuales ocurre la deformación 1. Presión 5. Velocidad de aplicación de los esfuerzos 2. Temperatura 6. Composición 3. Fluidos 7. Estratificación 4. Intensidad de los esfuerzos 8. Anisotropías Estructuras dúctiles Estructuras frágiles Factor Espacio. Escalas de las estructuras tectónicas Escala Estructuras Tectónica Global. Megaestructuras Geotectónica Dimensión de placas. 103 -104 km. Regional o Provincial. De un sistema fisiográfico , ej. Precordillera). 102 km. Macroscópica. Ej. Sist. De fallas de San Andrés. Lineamiento Valle Fértil. Sist. de grábenes de África oriental. Macroestructuras Tectónica Mayor alcance que la visión sobre el Ej. Fallas que controlan bloques o cordones terreno. 101 km. montañosos Mesoscópica. Dimensión del afloramiento. 10-1 102m. Microscópica. Visible con el microscopio óptico. Cristales 10-1 .-10-2cm Submicroscópico. Visible con TEM, SEM. Intracristalinas. 10-8 cm Mesoestructuras Estructuras menores. Ej. Estrías Microestructuras Ej. Deformación de micas (mica fish). Nanoestructuras Ej. Dislocaciones Microtectónica Geología Estructural Factor espacio Propiedades dependientes de la escala. • Estructuras penetrativas. Caracterizan la totalidad del cuerpo rocoso a la escala de observación. Ej. Clivaje a escala de ojo desnudo. • Estructuras no-penetrativas. No caracterizan la totalidad del cuerpo. Ej. Clivaje a escala microscópica. Geología Estructural El factor tiempo Existen distintas escalas de tiempo en el proceso de generación de estructuras: 1. Deformación Progresiva 2. Fases de deformación sucesivas Deformación progresiva. Involucra el período de tiempo en el que se desarrolla, por pasos sucesivos, una misma estructura, mediante incrementos de deformación. El estado final se conoce como deformación finita y los incrementos como deformación infinitesimal. (∆t ≈ 100 Ka). Fases de deformación sucesivas Períodos de generación de distintas estructuras individuales. Se suceden en el tiempo, generándose la superposición de las estructuras de distintos ciclos (∆t ≈ 1-10 Ma). Ciclos de deformación sucesivos 3. Ciclos de deformación sucesivos Son ciclos generadores de montañas y otros grandes rasgos morfotectónicos, a lo largo de los cuales actuaron distintas fases tectónicas. Los distintos ciclos están separados por un intervalo de tiempo muy largo con erosión de las montañas y sus estructuras. ∆t ≈ 100-200 Ma Geología Estructural El factor tiempo Con relación al período de ocurrencia de la deformación: NEOTECTÓNICA Según distintas definiciones, es la disciplina que estudia los procesos de deformación del último régimen tectónico ó desde el Plioceno a la actualidad en los últimos ≈ 6Ma. Incluye las estructuras cuaternarias y las que se están formando en la actualidad (tectónica activa). PALEOTECTÓNICA Procesos de deformación más antiguos desarrollados con anterioridad al Plioceno o al régimen tectónico actual. Geología Estructural Los Estudios Fuerzas Esfuerzos Materiales litosféricos con su fábrica original Materiales deformados Deformación Reología: Relación entre esfuerzo y deformación. ? ? Estructuras tectónicas ? Estudio de la geometría Desde la geometría y otros elementos observados, se intenta reconstruir la cinemática, la dinámica y la reología. Geología Estructural - Estudios Análisis Geométrico. Identificación, observación, descripción, análisis de la estructura y sus elementos estructurales. Métodos según la escala. Análisis cinemático. Interpretación de la deformación. Reconstruye los movimientos de las partículas del cuerpo original. Determina los ejes de deformación. Análisis dinámico Reconstruye los esfuerzos que dieron origen a la deformación, su dirección y magnitud. Análisis de la historia de la deformación Etapa en gran parte descriptiva Aplicación de modelos que pueden ser: 1. Observacionales 2. Experimentales 3. Numéricos Mayor interpretación Geología Estructural Disciplinas conexas importantes • Cartografía de campo, mediante fotos aéreas e imágenes. • Topografía y geodesia. • Estratigrafía • Geocronología • Mecánica de rocas y de suelos • Mineralogía y petrografía • Geofísica • Geoquimica • Otras Geología Estructural Aplicaciones • Geología del Petróleo • Geología de yacimientos económicos • Determinación del peligro sísmico y de otros peligros geológicos. • Geología ambiental • Hidrogeología • Geología aplicada a obras civiles (como presas y túneles). • Conocimiento básico (formación de montañas y otras formas del relieve, evolución del planeta) • Planetología comparada • Otras
