UNIVERSIDAD LA REPUBLICA TECNICO EN MINAS CERTAMEN ASIGNATURA: Geología general PROFESOR: Santiago Zapata Cáceres ALUMNO: Patricio Carrión Carrión 1. CON RESPECTO AL “APUNTE 1: GEOLOGIA GENERAL”, RESPONDA: A) George Buffon, en el siglo 17, realizo un primer trabajo acerca de la formación de la tierra, y lo llamo “Teoría de la Tierra”, investigue a través de búsqueda en la Web o en medios impresos y explique como Buffon ve la formación de la tierra, motivo por el cual es obligado a retractarse ante la Facultad de Teología de La Soborna. - En la Teoría de la tierra, Buffon, como muchos de sus contemporáneos, defendió planteamientos neptunianos a fin de explicar la formación de montañas, continentes, rocas y minerales, así como la aparición de los fósiles en distintos estratos y naciones. En las Épocas de la naturaleza, combinó sin embargo, las opiniones neptunistas con las vulcanistas, explicando que la formación de las estructuras geológicas era producto del calor que quedaba en la Tierra desde su proceso de formación (a partir de un trozo arrancado del Sol por el choque o la cercanía de un cometa). El estado incandescente junto con las corrientes de agua y aire constituyeron las distintas rocas y vetas minerales. La Tierra se enfrío desde el Polo Norte hacia el Ecuador y a medida que se producía este enfriamiento, aparecieron las lluvias, y las especies. Las mismas se produjeron a partir de la materia orgánica primitiva que se encontraba en forma de moléculas que se unieron espontáneamente para constituir organismos vivientes, muchos de los cuales desaparecieron al no ser capaces de reproducirse. Según Buffon, como los primeros conglomerados de moléculas eran grandes, las especies que se originaron más al norte también lo eran (se basaba en los descubrimientos de mamut y mastodontes en Siberia, América del Norte, etc.) y a medida que descendían hacia el Ecuador iban siendo más pequeños. Esta teoría tuvo implicaciones o derivaciones discriminatorias al hacerle concebir a los animales de América más pequeños y débiles, incluyendo a los seres humanos, a los que aplicó criterios peyorativos sobre su pequeñez, ineptitud, vagancia, reducidos órganos sexuales y otras consideraciones, que fueron objeto de contundentes críticas por parte de Benjamin Franklin y Thomas Jefferson, entre otros. Los criterios de Buffon en tal sentido serían exacerbados por Cornelio de Pauw. Como Buffon consideraba que la materia orgánica formaba una especie de molde o matriz en que se formaba cada órgano del embrión -una especie de guardián de la forma que se transmitía a la descendencia- y rechazaba el concepto de familia o de cualquier otra clasificación superior, se negó a aceptar el transformismo de las especies. En ese sentido expresó que si se admitía la existencia de la familia entre los animales y las plantas, entonces había que admitir la formación de ellas a través del cruzamiento, la variación sucesiva y la degeneración de las especies, de modo que el burro sería un caballo degenerado, el mono un familiar del hombre o ambos compartían un origen común, hasta llegar a pensar que todos los organismos provienen de un sólo animal que con el paso del tiempo se perfeccionó y degeneró para producir todas las razas de los otros animales. Todo lo contrario a lo que Darwin insistiría más tarde para explicar su teoría de la evolución, a partir de unos pocos troncos comunes. Buffon fue uno de los primeros en brindar sin embargo una teoría cohesionada sobre el origen de la tierra y el sistema solar (basándose en las tesis newtonianas, pero también mecanicistas), destacando la gran cantidad de años necesaria para las etapas geológicas, que luego Charles Lyell ampliaría sobremanera. Defendió la unidad de la especie humana y explicó que ésta siguió los mismos procesos que los demás animales, si bien con un desarrollo superior de las cualidades intelectuales, donde el lenguaje jugó un papel importante para la vida social. A todo ello hay que añadir su tratado sobre mineralogía, pero especialmente su gran obra zoológica, la más importante del Siglo de las Luces, y que fue no sólo muy utilizada y traducida en esa centuria sino también en el siglo XIX, de modo que la citan todos los biólogos de entonces, incluido Darwin. 2. CON RESPECTO AL “APUNTE 2: AMBIENTES SEDIMENTARIOS”, RESPONDA: A) Una primera clasificación de los ambientes sedimentarios con respecto a su base geográfica, lo divide en tres conjuntos: i. Continentales: Características - Ambientes Continentales: Los ambientes continentales están dominados por la erosión y la deposición asociadas a corrientes. En algunas regiones frías, las masas de hielo glacial en movimiento sustituyen el agua corriente como proceso dominante. En las regiones áridas (así como en algunos puntos litorales) el viento asume mayor importancia. Es evidente que la naturaleza de los sedimentos depositados en los ambientes continentales recibe una fuerte influencia del clima. Las corrientes son el agente dominante de la alteración del paisaje, erosionando más tierra y transportando y depositando más sedimentos que cualquier otro proceso. Además de los depósitos fluviales, se depositan grandes cantidades de sedimentos cuando las crecidas periódicas inundan valles amplios y llanos (denominados llanuras de inundación). Donde emergen corrientes rápidas de un área montañosa hacia una superficie más llana, se forma una acumulación sedimentaria en forma de cono inconfundible conocida como abanico aluvial. En localizaciones frías de alta latitud o elevada altitud, los glaciares recogen y transportan grandes volúmenes de sedimentos. Los materiales depositados directamente del hielo suelen ser mezclas desordenadas de partículas con tamaños que oscilan entre las arcillas y los bloques. El agua procedente de la fusión de los glaciares transporta y re deposita algunos de los sedimentos glaciares, creando acumulaciones estratificadas, ordenadas. La obra del viento y los depósitos resultantes se llaman eólicos, Eolo, el dios griego del viento. A diferencia de los depósitos glaciares, los sedimentos eólicos están bien clasificados. El viento puede levantar el polvo fino hacia la atmosfera y transportarlo a grandes distancias. Donde los vientos son fuertes y la superficie no está fijada por la vegetación, la arena es transportada más cerca del suelo, donde se acumula en dunas. Los desiertos y las costas son lugares habituales de este tipo de depósito. Además de ser áreas donde a veces se desarrollan las dunas, las cuencas desérticas son lugares donde ocasionalmente se forman lagos playa poco profundos tras fuertes lluvias o períodos de fusión de la nieve en las montañas adyacentes. Se secan con rapidez, y algunas veces dejan atrás evaporitas y otros depósitos característicos. En las regiones húmedas los lagos son estructuras más duraderas y sus aguas tranquilas son excelentes trampas para los sedimentos. Los pequeños deltas, las playas y las barras se forman a lo largo de la orilla del lago, y los sedimentos más finos acaban reposando en el fondo del lago. ii. De Transición Características - Ambientes de transición: La Línea de costa es la zona de transición entre los ambientes marino y continental. Aquí se encuentran los depósitos conocidos de arena y grava denominados playas. Las llanuras mareales cubiertas de barro son cubiertas alternativamente por capas poco profundas de agua y luego son expuestas al aire conforme las mareas suben y bajan. A lo largo y cerca de la costa, el trabajo de las olas y las corrientes distribuye la arena, creando flechas litorales, cordones litorales e islas barreras. Los cordones litorales y los arrecifes crean albuferas. Las aguas más tranquilas de estas áreas protegidas son otro lugar de sedimentación en la zona de transición. Los deltas se cuentan entre los depósitos más importantes asociados a los ambientes de transición. Las acumulaciones complejas de sedimentos se forman hacia el mar cuando los ríos experimentan una pérdida abrupta de velocidad y depositan su carga de derrubios detríticos. iii. Marinos Características Ambientes marinos: Los ambientes deposicionales marino somero alcanza profundidades de unos 200 metros y se extiende desde la orilla hasta la superficie externa de la plataforma continental. El ambiente marino profundo se encuentra mar adentro, a profundidades superiores a los 200 metros más allá de la plataforma continental. EL ambiente marino somero rodea todos los continentes del mundo. Su anchura varía mucho, desde ser prácticamente inexistente en algunos lugares a extenderse hasta 1500 kilómetros en otros puntos. En general, esta zona tiene una anchura aproximada de 80 kilómetros. El tipo de sedimentos depositados aquí depende de varios factores, como la distancia de la orilla, la elevación de la zona de tierra adyacente, la profundidad del agua, la temperatura del agua y el clima. Debido a la erosión continua del continente adyacente, el ambiente marino poco profundo recibe grandes cantidades de sedimentos derivados de la tierra emergida. Cuando la entrada de este sedimento es pequeña y los mares son relativamente cálidos, los barros ricos en carbonato pueden ser el sedimento predominante. La mayor parte de este material está formado por los restos esqueléticos de los organismos secretores de carbonato mezclados con precipitados inorgánicos. Los arrecifes de coral también se asocian con ambientes marinos cálidos y poco profundos. En las regiones cálidas donde el mar ocupa una cuenca con circulación restringida, la evaporación provoca la precipitación de los materiales solubles y la formación de depósitos de evaporitas marinas. Los ambientes marinos profundos son todos los fondos oceánicos profundos. Alejadas de las masas continentales, las partículas minúsculas procedentes de muchas fuentes permanecen a la deriva durante mucho tiempo. De manera gradual, estos pequeños granos sobre el fondo oceánico, donde se acumulan muy lentamente. Son excepciones importantes los potentes depósitos de sedimentos relativamente gruesos que aparecen en la base del talud continental. Estos materiales descienden de la plataforma continental como corrientes de turbidez – masas densas compuestas de sedimentos y agua e impulsadas por la gravedad. 3. CON RESPECTO AL “APUNTE 3: ESTRUCTURAS GEOLOGICAS”, RESPONDA: A) Según el apunte, defina y grafique; Rumbo y Manteo o Buzamiento. - Rumbo: es la medida del ángulo formada por el norte geográfico y la línea de intersección (traza) de la superficie de una capa (u otra estructura) con un plano horizontal. - Manteo o Buzamiento: es la medida del ángulo formada entre la superficie de una capa y el plano horizontal, medido en un plano vertical y que sea ortogonal a la traza del rumbo. B) De acuerdo a las definiciones, intente resolver el siguiente problema: A partir de una galería que corre por la veta, se proyecta una estocada en dirección del yacente de 18 metros de largo. El ángulo de intersección entre la galería y la estocada es de 55º (medido en PH, plano horizontal). Si el rumbo de la veta es N 35º E y tiene un manteo de 60º al W, proyecte una chimenea con 70º de inclinación desde el remate de la estocada para cortar perpendicularmente a la veta. C) Con respecto a las Falla, defina y dibuje una falla y una diaclasa. - Falla: una falla es una discontinuidad que se forma por fractura en las rocas de la corteza terrestre, a lo largo de la cual ha habido movimiento de uno de los lados respecto del otro. Las fallas se forman por esfuerzos tectónicos actuantes en la corteza. La zona de ruptura tiene una superficie generalmente bien definida denominada plano de falla. - Diaclasa: es una fractura en las rocas que no va acompañada de deslizamiento de los bloques que determina, no siendo el desplazamiento más que una mínima separación transversal. D) Existen varios tipos de fallas, defínalas y represéntelos a través de un esquema, dibujo, figura o imagen i. Falla de salto según dirección - Son en general sub-verticales, y separan bloques que se desplazan lateralmente. Según sea el sentido relativo de desplazamiento se dividen en dextrosas (el bloque se mueve hacia la derecha) o sinestrosas (el bloque se mueve hacia la izquierda), tomando como criterio el bloque del observador y deslizando el contrario. También se conocen como fallas transcurrentes, pero este término se usa cuando la falla tiene escala regional. ii. Falla directa o normal - Es aquella en que el bloque colgante se ha movido hacia abajo con respecto al bloque adyacente. iii. Falla de salto oblicuo - Es aquella con movimiento a lo largo del rumbo y el buzamiento. 4. CON RESPECTO AL “APUNTE 4: GEOLOGIA DEL SUBSUELO”, RESPONDA: E) Con respecto a las técnicas geofísicas usadas en el subsuelo, explique el método de exploración sísmica, apoyándose en las leyes de refracción y reflexión, para lo anterior puede apoyarse en gráficos e imágenes, ya sea, para búsqueda de minerales, petróleo, etc. MÉTODOS SÍSMICOS - La exploración sísmica emplea las ondas elásticas que se propagan a través del terreno y que han sido generadas artificialmente. Su objetivo es el estudio del subsuelo en general, lo cual permite obtener información geológica de los materiales que lo conforman La prospección sísmica es una herramienta de investigación poderosa, ya que con ella se puede inspeccionar con buena resolución desde los primeros metros del terreno (sísmica de alta resolución o sísmica superficial; shallow seismic) hasta varios kilómetros de profundidad (sísmica profunda; deep seismic). Así, para la sísmica profunda se utilizan fuentes de energía muy potentes(explosivos o camiones vibradores) capaces de generar ondas elásticas que llegan a las capas profundas del subsuelo, mientras que para la sísmica superficial se utilizan martillos de impacto, rifles sísmicos y explosivos de baja energía. De manera que el diseño de una campaña sísmica (equipo y material a utilizar) está en función del objetivo del estudio. Según esto, la sísmica profunda se emplea en la detección de reservorios petrolíferos (ya sea terrestre o marítima), grandes estructuras geológicas (plegamientos montañosos, zonas de subducción, etc.), yacimientos minerales, domos salinos, etc. Mientras que la sísmica superficial tiene mucha aplicación en la obra pública y la ingeniería civil. La prospección sísmica se basa en el mismo principio que la sismología, consiste en generar ondas sísmicas mediante una fuente emisora y registrarlas en una serie de estaciones sensoras (geófonos) distribuidas sobre el terreno. A partir del estudio de las distintas formas de onda y sus tiempos de trayecto, se consiguen obtener imágenes del subsuelo que luego se relacionan con las capas geológicas (secciones sísmicas, campos de velocidades, etc.). SÍSMICA DE REFRACCIÓN - El método se basa en la medición del tiempo de viaje de las ondas refractadas críticamente en las interfaces entre las capas con diferentes propiedades físicas; fundamentalmente por contraste entre impedancias acústicas (i =ρ. v; en donde ρ es la densidad y v la velocidad de la capa). La energía sísmica se genera mediante un impacto controlado en superficie (o a una determinada profundidad) que va propagándose en forma de onda elástica a través del subsuelo interaccionando con las distintas capas, de manera que una parte de la energía se refleja y permanece en el mismo medio que la energía incidente, y el resto se transmite al otro medio con un fuerte cambio de la dirección de propagación debido al efecto de la inter fase (refracción). De esta interacción, la sísmica de refracción solo considera las refracciones con ángulo crítico ya que son las únicas ondas refractadas que llegan a la superficie y pueden ser captadas por los geófonos. La sísmica de refracción utiliza los tiempos de primeras llegadas del sismograma que corresponden a las ondas refractadas críticamente en las distintas capas del subsuelo. Cada una de estas capas se distingue por su impedancia acústica y se le llama refractor. El resultado de este método es una imagen sísmica del terreno en forma de campo de velocidades [V(x, z)]; que posteriormente será interpretado geológicamente. La distancia desde los receptores al punto de tiro debe ser considerablemente grande comparada con la profundidad de los horizontes que se desean detectar, debido a que las ondas viajan grandes distancias horizontales antes de ser refractadas críticamente hacia la superficie; por ello también se suele llamar sísmica de gran ángulo. Estas largas trayectorias de propagación hacen que se disipe una mayor proporción de energía y, en particular se produzca una absorción de las frecuencias más altas, en consecuencia los datos de refracción son de bajas frecuencias comparados con los datos de reflexión y, a igualdad de fuente sísmica, se inspecciona menor profundidad. SÍSMICA DE REFLEXIÓN - El método sísmico de reflexión se basa en las reflexiones del frente de ondas sísmico sobre las distintas inter fases del subsuelo. Estas interfaces (reflectores) responden, al igual que en la refracción, a contrastes de impedancia que posteriormente se relacionaran con las distintas capas geológicas. Las reflexiones son detectadas por los receptores (geófonos) que se ubican en superficie y que están alineados con la fuente emisora. Dado que las distancias entre la fuente y los geófonos son pequeñas respecto a la profundidad de penetración que se alcanza, el dispositivo experimental soporta que se esté operando en "corto ángulo"; asegurando así la obtención de reflexiones y, distinguiéndose de la sísmica de refracción o de "gran ángulo". Esquema básico de la emisión y recepción de los rayos reflectados en las distintas capas reflectoras. Con el fin de conseguir un mejor reconocimiento de la zona de estudio, se realiza un número de disparos mayor y se aumenta la cantidad de geófonos en comparación con los empleados en un perfil de refracción de longitud equivalente. El resultado es un grupo de trazas sísmicas procedentes de todos los tiros que se analizan, se procesan y luego se reordenan en conjuntos de “puntos reflectores comunes” (CMP), los cuales contienen la información de todas las reflexiones halladas. Una vez todas las trazas de un mismo CMP se han agrupado, se suman y se obtiene una traza CMP. El conjunto de todas las trazas CMP constituye la denominada sección sísmica de reflexión que es el resultado final de este método. Una sección sísmica es una imagen del subsuelo en donde las reflexiones se ven en forma de lóbulos negros de mayor amplitud y definen las capas reflectoras que después se asociarán a las estructuras geológicas. 5. CON RESPECTO AL “APUNTE 5: EXPLORACION GEOLOGICA DEL PETROLEO”, RESPONDA: A). Cuáles son las condiciones ambientales para la formación y origen del petróleo. - El producto es un compuesto químico complejo en el que coexisten partes sólidas, líquidas y gaseosas. Lo forman, por una parte, unos compuestos denominados hidrocarburos, formados por átomos de carbono e hidrógeno y, por otra, pequeñas proporciones de nitrógeno, azufre, oxígeno y algunos metales. Se presenta de forma natural en depósitos de roca sedimentaria y sólo en lugares en los que hubo mar. Su color es variable, entre el ámbar y el negro y el significado etimológico de la palabra petróleo es aceite de piedra, por tener la textura de un aceite y encontrarse en yacimientos de roca sedimentaria. ORIGEN Factores para su formación: •Ausencia de aire •Restos de plantas y animales (sobre todo, plancton marino) •Gran presión de las capas de tierra •Altas temperaturas •Acción de bacterias LOCALIZACIÓN - Al ser un compuesto líquido, su presencia no se localiza habitualmente en el lugar en el que se generó, sino que ha sufrido previamente un movimiento vertical o lateral, filtrándose a través de rocas porosas, a veces una distancia considerable, hasta encontrar una salida al exterior–en cuyo caso parte se evapora y parte se oxida al contactar con el aire, con lo cual el petróleo en sí desaparece– o hasta encontrar una roca no porosa que le impide la salida. Entonces se habla de un yacimiento. B) Cuales son las características que debe tener la roca huésped para atrapar los bolsones de petróleo o gas. El petróleo no se encuentra distribuido de manera uniforme en el subsuelo hay que tener presencia de al menos cuatro condiciones básicas para que éste se acumule: Debe existir una roca permeable de forma tal que bajo presión el petróleo pueda moverse a través de los poros microscópicos de la roca. La presencia de una roca impermeable, que evite la fuga del aceite y gas hacia la superficie. El yacimiento debe comportarse como una trampa, ya que las rocas impermeables deben encontrarse dispuestas de tal forma que no existan movimientos laterales de fuga de hidrocarburos. Debe existir material orgánico suficiente y necesario para convertirse en petróleo por el efecto de la presión y temperatura que predomine en el yacimiento. La búsqueda de petróleo o gas se enfrenta con el hecho de que la superficie de la tierra tiene una historia complicada. Los geo científicos saben que parte de la corteza terrestre, que abarcan continentes y océanos, se han trasladado con relación a otras. Cuando los continentes se separaron, zonas que eran tierra quedaron sumergidas por el mar: esas zonas se convirtieron en lugares de deposición de rocas sedimentarias. Al producirse colisiones las enormes fuerzas originadas levantaron cadenas de montañas, estrujaron las rocas en plegamientos y las echaron unas sobre otras, para formar estructuras complejas. Algunas de éstas son favorables para la acumulación de petróleo. Una de las estructuras más comunes es el anticlinal, cuyas capas forman un arco hacia arriba o en forma convexa, con las capas antiguas cubiertas por las más recientes y se estrechan con la profundidad. Debajo del anticlinal, puede encontrarse un yacimiento de hidrocarburos, sellado por una capa impermeable. Si se perfora un pozo a través de esta cubierta, hasta llegar al yacimiento, se puede sacar petróleo a la superficie. El petróleo no suele encontrarse en el lugar en el que se genera. La generación de petróleo se produce a partir de la materia orgánica que se encuentra en sedimentos de grano fino, como arcillas; a estos sedimentos se les llama rocas madre. Posteriormente el petróleo se traslada a sedimentos de grano más grueso, como areniscas, por medio de un proceso llamado migración; A veces el petróleo no encuentra obstáculos en su migración, por lo que sale o brota, a la superficie como un manantial (así el Hombre conoció la existencia de petróleo) o bien queda entrampado. Las trampas son sitios del subsuelo donde existen condiciones adecuadas para que se acumulen los hidrocarburos, éstas se caracterizan por la presencia de rocas porosas y permeables conocidas como rocas almacén o reservorios, donde se acumulan o almacenan los hidrocarburos bordeados de capas de rocas impermeables o rocas sello que impiden su migración. Existen dos tipos de migración: primaria, desde la roca madre al almacén, y secundaria, dentro de la roca almacén. Mientras que la migración primaria se produce siempre a través de cortas distancia, la secundaria se puede dar a distancias muy larga. Los reservorios tienen tres propiedades cuyo conocimiento resultan fundamentales para conseguir el máximo rendimiento en la exploración y producción de hidrocarburos. Porosidad :La porosidad es la medida de los espacios huecos en una roca, y resulta fundamental para que ésta actúe como almacén: Porosidad = % (volumen de huecos / volumen total) x 100. Permeabilidad: Es el segundo factor importante para la existencia de un almacén. La permeabilidad (k) es la capacidad de una roca para que un fluido fluya a través de ella y se mide en darcys, que es la permeabilidad que permite a un fluido de un centipoise de viscosidad fluir a una velocidad de 1 cm/s a una presión de 1 atm/cm. Habitualmente, debido a la baja permeabilidad de las rocas, se usan los milidarcies. Saturación de hidrocarburos: Debido a ciertas propiedades de los fluidos y de las rocas almacén o reservorios, es común que al menos una parte del espacio poral esté ocupado por agua. La saturación de hidrocarburos expresa el porcentaje del espacio poral que está ocupado por petróleo o gas natural. En términos geológicos, las capas subterráneas se llaman "formaciones" y están debidamente identificadas por edad, nombre y tipo del material rocoso del cual se formaron. Esto ayuda a identificar los mantos que contienen las ansiadas rocas sedimentarias. Conclusión En la Minería actual ya no es una incógnita el identificar que hay en nuestros suelos. Con el desarrollo de la ciencia y la técnica en el campo de la Geología podemos conocer los distintos cambios y contenidos de nuestra corteza terrestre, de esta manera, el avance y la utilización de métodos como la Exploración Sísmica, la Geoquímica y la Teledetección o Tecnología Satelital vienen a complementar los ya existentes. De esta formase logra optimizar el conocimiento y los recursos existentes. Bibliografía BUFFON, G. L. L. Las épocas de la naturaleza. Edición de Antonio Beltrán Mari, Madrid, Alianza, D. L., 1997. BUFFON, G. L. L. De l'homme. Introducción y notas de Michèle Duchet, París, François Maspero, 1971. BUFFON, G. L. L. Les Époques de la Nature. Edición crítica con introducción y notas de Hacques Roger, París, Memoires du Museum National d'Histoire Naturelle, 1962. GASPAR, P., Buffon. Gallimard, París, 1983. www.geovirtual.cl www.rutageologica.cl www.petroleo.com www.satimagingcorp.es/svc/oil-exploration.html http://es.wikipedia.org
