INFORME GEOLOGÍA I UNIDAD

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESTUDIANTE:
TORRES SÁNCHEZ, DARWIN STALIN
DOCENTE:
MARTÍNEZ DÍAZ, ROLANDO MARTÍN
EXPERIENCIA CURRICULAR:
GEOLOGÍA
IV CICLO - INGENIERÍA CIVIL
2022
GEOLOGÍA
ÍNDICE
DEFINICIÓN DE “GEOLOGÍA” .................................................................................... 1
Ramas de la geología ............................................................................................ 1
Importancia de la geología en la ingeniería civil .................................................. 3
LA TIERRA ..................................................................................................................... 4
Estructura: ............................................................................................................. 5
Proceso de formación: .......................................................................................... 6
Etapas:................................................................................................................... 7
Hádico: ...................................................................................................... 7
Arcaico: ..................................................................................................... 7
Proterozoico: ............................................................................................. 8
Fanerozoico: .............................................................................................. 9
MAGMATISMO ............................................................................................................ 10
Origen del magma ............................................................................................... 10
Factores de evolución magmática ....................................................................... 11
Diferenciación magmática ...................................................................... 11
Asimilación magmática .......................................................................... 12
Mezcla de magmas:................................................................................. 13
Zonas de consolidación del magma .................................................................... 14
Consolidación sobre la superficie ........................................................... 14
Consolidación debajo de la superficie .................................................... 14
LAS ROCAS .................................................................................................................. 15
Clasificación ....................................................................................................... 15
Rocas ígneas: .......................................................................................... 16
Rocas sedimentarias: ............................................................................... 18
Rocas metamórficas ................................................................................ 20
METAMORFISMO ....................................................................................................... 22
Factores ............................................................................................................... 23
Presión..................................................................................................... 23
Temperatura ............................................................................................ 23
Fluidos químicamente activos................................................................. 24
Tipos ................................................................................................................... 24
Originados por la presión ........................................................................ 24
Originados por la temperatura ................................................................ 25
Originados por fluidos químicamente activos ........................................ 26
Originados por la alta intensidad y la gran extensión ............................. 26
ESTRATIGRAFÍA ......................................................................................................... 27
Principios estratigráficos. ................................................................................... 27
Principio de la horizontalidad originalidad y continuidad lateral de los
estratos: ................................................................................................... 28
Principio de la superposición: ................................................................. 28
Principio de uniformismo o actualismo: ................................................. 28
Principio de la sucesión faunística o de la correlación: .......................... 28
Principio de la simultaneidad de eventos: ............................................... 28
Principio de la intersección o corte y truncamiento: ............................... 28
Principio de la invariancia de las Leyes Físicas: .................................... 29
Principio de la parsimonia: ..................................................................... 29
Facies .................................................................................................................. 29
Discontinuidades................................................................................................. 30
Discordancia angular .............................................................................. 30
Disconformidad....................................................................................... 30
Inconformidad ......................................................................................... 31
Paraconformidad ..................................................................................... 31
Datación estratigráfica ........................................................................................ 31
Relativa ................................................................................................... 31
Absoluta .................................................................................................. 32
HIDROLOGÍA ............................................................................................................... 33
Aguas subterráneas ............................................................................................. 34
Ubicación ................................................................................................ 34
Clasificación ........................................................................................... 34
Importancia ............................................................................................. 35
Acuífero .............................................................................................................. 36
Formación ............................................................................................... 36
Tipos de acuíferos ................................................................................... 36
Utilidad ................................................................................................... 37
Nivel freático ...................................................................................................... 38
Ubicación ................................................................................................ 38
Movimiento del agua freática ................................................................. 39
Nivel potenciométrico ........................................................................................ 39
DEFINICIÓN DE “GEOLOGÍA”
El
concepto
de geología proviene
de
dos
vocablos
griegos: geo (“tierra”)
y logos (“estudio”). Se trata de la ciencia que analiza la forma interior y exterior del
globo terrestre. De esta manera, la geología se encarga del estudio de las materias que
forman el globo y de su mecanismo de formación. También se centra en las alteraciones
que estas materias han experimentado desde su origen y en el actual estado de su
colocación.
Ramas de la geología
Dentro de las ciencias geológicas, es posible distinguir distintas disciplinas. La geología
estructural es aquella que se encarga del estudio de las estructuras de la corteza terrestre.
De esta manera, analiza la relación entre las diversas rocas que la conforman.
1
La espeleología es otra de las
disciplinas más significativas que
existen dentro de la rama que nos
ocupa. En este caso, aquella se
encarga de llevar a cabo el estudio
de lo que son las oquedades naturales que existen en el subsuelo. Es decir, se encarga de
analizar en profundidad las distintas cuevas.
De la misma forma, también nos encontramos con la gemología que, como su propio
nombre indica, tiene como claro objetivo el proceder a estudiar y a analizar en
profundidad las gemas.
Y todo ello sin olvidar tampoco a
la geología planetaria. Una
disciplina esta que tiene como
objeto de estudio lo que son todos
los cuerpos celestes. Es decir,
analiza tanto a los cometas como a los planetas, a los meteoritos o a los asteroides.
La geología histórica, por su parte, estudia las
transformaciones de la Tierra, desde su origen
hasta el presente. Para facilitar los análisis, los
geólogos han realizado divisiones cronológicas
como eras, periodos y edades, entre otras.
2
Importancia de la geología en la ingeniería civil
En ingeniero civil se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el
conocimiento de la geología es necesario. Indudablemente aprenderá más geología en el
campo y en la práctica que la que puede enseñarle en las aulas o en el laboratorio de una
escuela. Pero este aprendizaje será más fácil y más rápido y su aplicación más eficaz, si
en sus cursos de ingeniería se han incluido los principios básicos de la geología.
Algunas ventajas del conocimiento en esta ciencia son:
•
Conocimientos sistematizados de los materiales.
•
Los problemas de cimentación son esencialmente geológicos. Los edificios,
puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún material natural.
•
Las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse
con mayor seguridad.
•
El conocimiento de la existencia de aguas subterráneas, y los elementos de la
hidrología subterránea, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniería
práctica.
•
El conocimiento de las aguas superficiales, sus efectos de erosión, su transporte y
sus sedimentaciones, es esencial para el control de las corrientes, los trabajos de
defensa de márgenes y costas los de conservación de suelos y otras actividades.
•
La capacidad para leer e interpretar informes geológicos, mapas, planos
geológicos y topográficos y fotografía, es de gran utilidad para la planeación de
muchas obras.
•
La capacitación para reconocer la naturaleza de los problemas geológicos.
3
LA TIERRA
Tercer planeta más alejado del sol, la Tierra es el
único lugar del universo conocido en el que se ha
confirmado que existe vida. Con un radio de unos
6371 kilómetros, la Tierra es el quinto planeta más
grande de nuestro sistema solar, y es el único que se
sabe con seguridad que tiene agua líquida en su
superficie. La Tierra también es única en lo que respecta a su nombre. Todos los demás
planetas del sistema solar recibieron el nombre de una deidad griega o romana, pero
durante al menos 1000 años, algunas culturas han descrito nuestro mundo utilizando la
palabra germánica "tierra", que significa simplemente "el suelo".
La Tierra orbita el sol una vez cada 365,25 días.
Como nuestros años naturales, según el calendario
gregoriano por el que se rige el mundo occidental,
solo tienen 365 días, añadimos un día bisiesto más
cada cuatro años para tener en cuenta la diferencia.
Aunque no podamos sentirlo, la Tierra recorre su
órbita a una velocidad media de 29,7 kilómetros por segundo. Durante este circuito,
nuestro planeta se aleja una media de 149 millones de kilómetros del sol, una distancia
que la luz tarda en recorrer unos ocho minutos. Los astrónomos definen esta distancia
como una unidad astronómica (UA), una medida que sirve como un práctico baremo
cósmico.
4
Estructura:
En el corazón del planeta se encuentra el núcleo interno, una esfera sólida de hierro y
níquel de 1221 kilómetros de ancho y que alcanza los 5426 grados centígrados. El núcleo
interno está rodeado por el núcleo externo, una banda de fluidos de hierro y níquel de
2253 kilómetros de espesor. Más allá del núcleo externo se encuentra el manto, una capa
de 2897 kilómetros de espesor de roca viscosa fundida sobre la que descansa la capa más
externa de la Tierra, la corteza. En la tierra, la corteza continental tiene una media de 30
kilómetros de grosor, pero la corteza oceánica que forma el fondo marino es más fina unos cinco kilómetros de grosor- y más densa.
Casi el 70 % de la superficie terrestre está cubierta por océanos de agua líquida con una
profundidad media de 4 kilómetros. Estas masas de agua contienen el 97 % de los
volcanes de la Tierra y la dorsal oceánica, una enorme cadena montañosa de más de
64 373 kilómetros de longitud.
5
Proceso de formación:
La Tierra se originó hace 4500 millones de años aproximadamente. Se cree que su tamaño
era aproximadamente el mismo que tiene hoy en día. Su estado inicial era el de un cuerpo
en estado de fusión a causa del calor producido por:
•
La contracción gravitatoria provocada por la unión de los planetoides.
•
Reacciones de desintegración de los elementos radiactivos presentes en la materia.
•
La colisión de meteoritos y otros cuerpos.
En un momento dado y debido al paulatino enfriamiento, los
materiales superficiales formaron la corteza. En su origen,
era una capa parcialmente fundida en la que se formaron
rocas silicatadas. La formación de la corteza impidió la
pérdida del calor interno, parte del cual aún se mantiene hoy
en día.
A la vez que se originaba la corteza, el núcleo se formaba por un proceso de concentración
de hierro. La zona intermedia entre la corteza y el núcleo acumulaba rocas en estado de
fusión y semifusión que irían separándose para formar la estructura actual del manto.
Hace 3000 millones de años la corteza tenía un espesor menor y mayor fragilidad que en
la actualidad. Estaba formada por delgadas placas sólidas que se movían unas frente a
otras arrastradas por materiales fluidos procedentes del interior. Los volcanes liberaban
lavas que solidificaban y que aumentaron el grosor de las placas. En el proceso de
enfriamiento se liberaron gases y agua que formaron la atmósfera y la hidrosfera
respectivamente.
6
Etapas:
La división más grande de la escala de tiempo geológica es el Eón, que en griego significa
eternidad. Al contrario que otras unidades o divisiones temporales, los eones no tienen
una duración determinada, sino que se establecen en función de acontecimientos
geológicos relevantes o de forma arbitraria. Estos extensos periodos de tiempo se dividen,
a su vez, en periodos más pequeños, las Eras geológicas; que, a su vez se dividen en
Periodos y, estos en Épocas.
Así pues, la historia de la Tierra se divide en cuatro grandes periodos o eones que tienen
duraciones distintas:
Hádico:
Este eón comprende el periodo de tiempo que va desde la formación de la Tierra hace
4.600 millones de años hasta los 3.800 millones de años. El primer eón de la historia
geológica de la Tierra representa el 13% del total del tiempo geológico.
Arcaico:
Tiene una duración que va desde hace 3.800 millones de años hasta los 2.500 millones de
años. En esta etapa ya existe un registro geológico más importante; son las rocas más
antiguas del planeta y las encontramos en Groenlandia y la región noroccidental de
Australia.
7
En concreto en el cinturón de rocas verdes de Isua y en la región de Pilbara,
respectivamente. Se trata de rocas de origen metamórfico. Estas rocas tienen una
composición que indican un entorno de aguas marinas poco profundas. En estas rocas se
han hallado estromatolitos (son formaciones fósiles que indican la presencia de vida
bacteriana).
Este Eón se caracteriza por la aparición de las primeras formas de vida, tras la formación
de los océanos.
Proterozoico:
El tercer eón de la historia geológica de la Tierra se inicia hace 2.500 millones de años y
finaliza hace 544 millones de años. Que representa un 42% del total del tiempo geológico
y es el periodo más largo. Hace unos 800 millones de años la Tierra entró en un periodo
de cambios tectónicos y ambientales. Aumentó la concentración de oxígeno por lo que
esta etapa de la Tierra se caracteriza por el gran salto evolutivo que supone la aparición
de la célula eucariota y las formas de vida pluricelulares. La evolución biológica que se
produce en esta etapa tiene como consecuencia la transformación radical de la
composición de la atmósfera terrestre, con el fenómeno conocido como la gran oxidación.
8
Fanerozoico:
Es el eón que va desde el final del proteozoico, hace 544 millones de años hasta la
actualidad. Se trata del Eón más corto de la historia de la Tierra con una duración que
representa tan solo el 12% del total. Es una etapa de la historia geológica de la Tierra
marcada por la aceleración en la evolución de los seres vivos que durante esta etapa de la
historia del planeta adquirirán formas cada vez más complejas y conquistaran todos los
ecosistemas. También se dan en esta etapa grandes cambios en el clima y en la
distribución de las tierras emergidas.
Entre los sucesos más destacados se encuentran los siguientes:
•
Aparición de los vertebrados hace unos 545 millones de años.
•
Aparición de organismos terrestres hace 450 millones de años:
•
Cinco grandes extinciones masivas
9
MAGMATISMO
Se refiere a todos los procesos en los que intervienen materiales de la Tierra cuando se
encuentran fundidos o en forma de magma. El magma es el nombre que recibe la materia
rocosa fundida. Dicho de otro modo, es la masa ígnea que surge al interior de la Tierra.
Cuando asciende a la superficie el magma es conocido como “lava”, y una vez que se
enfría acaba consolidándose convirtiéndose así en roca volcánica.
Origen del magma
El magma se origina cuando en un lugar de la corteza o del manto superior la temperatura
alcanza un punto en el que los minerales con menor punto de fusión empiezan a fundirse
(inicio de fusión parcial de las rocas), sin embargo, la temperatura de fusión no depende
sólo del tipo de roca, sino también de otros factores como la presión a la que se encuentra
o la presencia o ausencia de agua. El incremento de presión en condiciones de ausencia
de agua dificulta la fusión, por lo que, con la profundidad, tiende a aumentar la
temperatura de fusión de las rocas. Por el contrario, la presencia de agua disminuye el
punto de fusión.
10
El origen del magma se relaciona a menudo con la dinámica global de la corteza y el
manto terrestre ya que, en general, tiene lugar en los bordes de placas. En las dorsales el
magma se forma básicamente por descompresión de los materiales del manto superior a
poca profundidad, y da lugar a rocas básicas (basaltos y gabros).
En las zonas de subducción, el magma se origina a una profundidad de hasta 150 km por
fusión parcial de la corteza oceánica y/o del manto y la corteza situados por encima, este
proceso da lugar a la formación de rocas en su mayoría intermedias (andesitas y
granodioritas).
En las áreas de colisión continental, en relación con los procesos orogénicos, se produce
la fusión parcial de la corteza y surgen esencialmente rocas ácidas, como el granito.
Existen también zonas concretas de magmatismo de intraplaca, que se deben a la
existencia de puntos calientes en el manto.
Factores de evolución magmática
Diferenciación magmática
Se debe al descenso de los cristales precipitados temprano y de mayor densidad en
comparación con el magma restante, tales minerales como el olivino, Piroxeno y Espinela.
El descenso de estos cristales es en gran parte un efecto de la gravitación. Por esto se
11
habla de una diferenciación gravitatoria. Los cristales precipitados temprano se acumulan
en el fondo de la cámara magmática. La acumulación de los cristales se denomina
Cúmulos. Los cúmulos son ricos en magnesio, hierro, cromo y níquel. El magma restante
es rico en los elementos silicio, aluminio, sodio y potasio. Ocasionalmente, algunos
minerales relativamente livianos precipitados temprano se separan del magma restante
más denso y suben hacia arriba. Este proceso se observado en la chimenea del volcán
Vesubio, Italia, donde los cristales menos densos de leucita se precipitaron temprano se
separaron del magma restante más denso y subieron.
Durante un enfriamiento paulatino del magma, el proceso de diferenciación gravitatoria
entre el cúmulo de cristales y el magma restante puede ocurrir varias veces, puesto que
los cristales serán separados del magma restante.
Asimilación magmática
Es el proceso por el cual el magma incorpora roca de caja por fundición de las paredes de
la cámara magmática. En la asimilación magmática, el magma reacciona con la roca
encajante con la que está en contacto. Al calentarla, puede fundir parte de la roca,
incorporando nuevos minerales al fundido. Con frecuencia quedan enclaves reconocibles
de la roca encajada dentro de la roca magmática. Una vez consolidados a estos enclaves
se les denomina xenolitos.
De esta manera va a variar la composición del mismo, esto se produce siempre que la
temperatura que posea el magma sea suficiente para fundir los minerales constituyentes
de estas rocas.
Entre estas rocas y el magma se producen reacciones que provocan la incorporación de
material desde la roca al magma.
La asimilación puede producirse de varias formas:
12
•
Por fusión de los minerales de la roca encajante que pasan a formar parte del
fundido cambiando su composición.
•
Por reacciones entre el magma y la roca encajante que producen entre ambas
transformaciones minerales por intercambio de iones.
•
Por inclusión en el magma de fragmentos de roca en los que los minerales se
conservan sin transformarse. Estos fragmentos de roca o xenolitos pueden
reconocerse posteriormente en la roca magmática.
Mezcla de magmas:
Son los que más fácil e intensamente perturban la composición original de los magmas.
Consisten en la combinación de dos o más magmas procedentes de uno mismo primario,
pero con composiciones de distinta diferenciación. El magma resultante de esta
combinación, acaba por homogeneizar la temperatura y la proporción de gases y tiende a
lograr una composición intermedia entre la de los dos fundidos iniciales. A veces la
incorporación masiva de volátiles puede provocar movimientos convectivos en la nueva
cámara e incluso procesos explosivos.
13
Zonas de consolidación del magma
El magma se consolida a diferentes niveles de profundidad de la corteza terrestre debido
a la temperatura, presión y composición del magma, así como también debido a la
constitución de las rocas preexistentes en la corteza.
Consolidación sobre la superficie
En el caso de que el magma llegue a la superficie, la temperatura baja súbitamente y
entonces se forman las lavas. Estas dan origen a las rocas ígneas extrusivas o volcánicas.
Consolidación debajo de la superficie
En el caso de que el magma sin llegar a la superficie se enfríe durante su recorrido de
ascenso, la temperatura baja en forma gradual y se forman los primeros cristales hasta
llegar al punto en que el magma, se solidifica. Este da origen a las rocas ígneas intrusivas.
•
Si la consolidación del magma ocurre a poca profundidad, origina a las rocas
ígneas plutónicas.
•
Si la consolidación del magma ocurre a profundidades someras origina las rocas
ígneas hipabisales.
•
Si la consolidación del magma ocurre en el interior de las fisuras o
resquebrajaduras origina las rocas ígneas filoneanas.
14
LAS ROCAS
En geología se denomina roca a cada uno de los diversos materiales sólidos, formados
por cristales o granos de uno o más minerales. En la Tierra la corteza está formada por
rocas y las partes equivalentes de otros cuerpos planetarios similares. En un sentido más
concreto, se llama roca a cualquier material constituido como un agregado natural de uno
o más minerales o de otros materiales, entendiendo por agregado, un sólido cohesionado.
El estudio de las rocas se denomina petrología.
Las rocas se forman mediante varios mecanismos (procesos petrogénicos), según un ciclo
cerrado, llamado ciclo litológico o ciclo de las rocas, en el cual pueden intervenir
incluso seres vivos.
Clasificación
A menudo se clasifican en tres grupos fundamentales: rocas ígneas, rocas metamórficas
y rocas sedimentarias.
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Rocas ígneas:
Las rocas ígneas o magmáticas son uno de los principales grupos de clasificación de las
rocas. Dentro de este grupo encontramos aquellas rocas que se producen por el
enfriamiento y solidificación del magma. Este enfriamiento puede producirse a diferentes
niveles de profundidad. Estas a su vez se clasifican en:
•
Rocas ígneas intrusivas, que se enfrían bajo tierra. Si el enfriamiento del magma
se produce dentro de la corteza terrestre, se producen rocas ígneas plutónicas o
intrusivas. En la profundidad de la corteza, el magma se enfría lentamente. El
enfriamiento lento le da la oportunidad de crecer a
los cristales. Las rocas intrusivas ígneas tienen
cristales relativamente grandes que los hace
fáciles de ver. Las rocas ígneas intrusivas también
se llaman plutónicas. Una roca plutónica es un
cuerpo rocoso que se forma entre la corteza. El
granito es la roca ígnea intrusiva más común.
16
•
Las rocas ígneas extrusivas se forman sobre la superficie. La lava se enfría
rápidamente a medida que emerge a la superficie (véase Imagen siguiente ). Las
rocas ígneas extrusivas se enfrían mucho más rápido que las rocas intrusivas. El
tiempo de enfriamiento rápido no permite que se formen cristales grandes. Así las
rocas ígneas extrusivas tienen cristales más pequeños que las rocas ígneas
intrusivas. Las rocas ígneas extrusivas también son llamadas rocas volcánicas.
Algunas rocas ígneas extrusivas se enfrían tan rápido que no se alcanzan a formar
cristales. Estas forman un cristal, como la obsidiana. Otras, como la piedra pómez,
tienen agujeros donde había burbujas de gas atrapadas en lava. Estos agujeros
hacen que la piedra pómez sea tan liviana que flota en el agua. La roca ígnea
extrusiva más común es el basalto.
•
Un tipo secundario de rocas ígneas son las rocas
filonianas, hipoabisales o subvolcánicas. Las
rocas filonianas se enfrían en filones, es decir, en
fisuras de trazado irregular o grietas y fallas de
bordes planos. Son ejemplos de rocas ígneas el
cuarzo, la dunita, la pegmatita, la plagioclasa y la
ortosa.
17
Rocas sedimentarias:
Las rocas de tipo sedimentario se forman como resultado de la acción de los agentes
atmosféricos sobre rocas, ya que existían con anterioridad. A este proceso de
transformación de rocas se le denomina meteorización.
La meteorización está causada por los agentes físicos, químicos y biológicos a los cuales
la roca queda expuesta; estos agentes debilitan la roca, provocando su fragmentación.
Los productos o sedimentos generados a partir de la roca son transportados hacia otros
sitios por el viento y los ríos, entre otros, donde se depositan gradualmente en capas.
Las rocas resultantes del proceso de meteorización son las rocas sedimentarias, que
pueden ser de tipo:
•
Clástico como la arenisca, grauvaca y conglomerado
•
Químico o evaporítico como la caliza, el yeso y la halita
•
De tipo orgánicas como antracita, la hulla, la turba y el asfalto.
Las rocas sedimentarias se clasifican atendiendo al proceso que las ha originado y a su
composición.
Los
principales
grupos
son
las
rocas
detríticas,
las carbonatadas (organógenas), las evaporíticas y las margas.
18
•
Las rocas detríticas se forman por el transporte, acumulación y cementación de
partículas sólidas derivadas de la disgregación y meteorización de rocas
preexistentes. Se clasifican por el tamaño y la morfología de los granos. Las más
comunes son, de mayor a menor tamaño de grano, los conglomerados y las
brechas, las areniscas, las limolitas y las arcillas; las lutitas están formadas por
arcillas y limos. Otros criterios de clasificación son la composición de las
partículas, la textura o el tipo de cemento.
•
Las
rocas
formadas
por
crecimiento
de
organismos
son
mayoritariamente carbonatadas. son rocas sedimentarias formadas por depósitos
fundamentalmente de origen orgánico, es decir los restos de los organismos vivos.
Rocas típicamente orgánicas son el carbón, el coral y el petróleo. Un caso especial
es el de la caliza, roca que puede aparecer por precipitación química pero que en
su mayoría es producto de la acción de los seres vivos. El carbonato cálcico es
parte del material biológico de la mayoría de los seres vivos. Forma sus partes
duras. La fosilización de los restos de esos seres vivos forma la roca caliza.
•
Las evaporitas son rocas que se forman por la cristalización de sales disueltas en
lagos y mares de las costas. Cuando el agua de mar queda estancada, comienza a
evaporarse y los minerales disueltos se precipitan, este proceso da origen a
las evaporitas, por ejemplo el yeso y la sal gema.
•
La marga
es
un
tipo
de roca
sedimentaria compuesta
principalmente
de calcita y arcillas, con predominio, por lo general, de la calcita, lo que le
confiere un color blanquecino con tonos que pueden variar bastante de acuerdo
con las distintas proporciones y composiciones de los minerales principales.
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Rocas metamórficas
Las rocas metamórficas son aquellas que se han formado por procesos metamórficos a
partir de otras rocas ígneas, sedimentarias o metamórficas, gracias a factores como la
presión, temperatura y sustancias químicamente activas, lo que causa su modificación
estructural y mineralógica.
20
Factores
La formación de rocas metamórficas depende de dos factores: los minerales que las
forman y las texturas.
Minerales que las forman: Como la albita, la clorita y la calcita a la Espilita; el cuarzo a
la Cuarzita y los anfíboles a la Anfibolita.
Texturas: Se presentan las siguientes clasificaciones
•
No foliadas: Su textura es granular, usualmente los minerales tienen un índice de
color claro, como el cuarzo o la calcita. Mediante la blástesis, los minerales
aumentan de tamaño debido a procesos de cristalización (granoblástico). Presenta
cristales aplanados, pero no laminados.
•
Bandeadas: Son aquellas donde se observa una alineación preferencial de los
minerales en la roca. Se las reconoce porque bandas de color claro y osuro se
alternan. Presenta bandas difíciles de separar.
•
Foliadas: Contienen minerales planos y alargados, usualmente tienen un índice
de color oscuro, como las micas y los piroxenos. Además, estos se orientan y el
resultado es una roca con estructura laminar. Presenta finas láminas.
21
METAMORFISMO
Se denomina metamorfismo a la transformación sin cambio de estado de la estructura o
la composición química o mineral de una roca cuando queda sometida a condiciones
de temperatura o presión distintas de las que la originaron o cuando recibe una inyección
de fluidos. Al cambiar las condiciones físicas, el material rocoso pasa a encontrarse
alejado del equilibrio termodinámico y tenderá, en cuanto obtenga energía para realizar
la transición, a evolucionar hacia un estado distinto, en equilibrio con las nuevas
condiciones.
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Factores
Los factores que determinan la creación de las rocas son la presión, la temperatura y los
fluidos químicamente activos.
Presión
El aumento de presión se debe principalmente al plegamiento, confinamiento y la
presencia de una fase fluida.
•
Plegamiento: El plegamiento ejerce presión de manera horizontal, denominado
presión tectónica.
•
Confinamiento: El confinamiento ejerce presión gracias al peso de rocas
subyacentes.
•
Presencia de una fase fluida: La fase fluida ejerce la presión de fluidos.
Temperatura
El aumento de temperatura se debe al rozamiento, la intrusión magmática y un gradiente
geotérmico.
23
•
Rozamiento: El cual se da entre los dos bloques de una falla
•
Intrusión magmática: La cual se encuentra cerca a la formación
•
Gradiente geotérmico: Es la variación de temperatura, que aumenta con la
profundidad, en la corteza terrestre, usualmente se da un aumento de 25 a 30°C
por kilómetro.
Fluidos químicamente activos
La presión y la temperatura pueden provocar sustancias químicamente activas entre los
espacios de las rocas sedimentarias, fracturas, etc.
Tipos
Originados por la presión
•
Metamorfismo de impacto o de choque: Ocurre por el efecto de ondas de
choque producidas por impactos meteoríticos, explosiones nucleares o ensayos de
laboratorio. Aquí se alcanzan presiones altísimas y se originan las rocas
impactitas.
24
•
Metamorfismo cataclástico o dinámico: La presión es el factor dominante, la
cual se ha originado gracias al movimiento entre placas. Aquí se generan las rocas
cataclásticas, pero si el proceso genera rocas microscópicas, estas se denominan
milonitas. Además, las rocas pueden verse afectadas por la granulometría,
densidad y porosidad, la composición de los fluidos presentes, etc.
•
Metamorfismo de enterramiento: Cuando la temperatura y presión de los
sedimentos (10000 a 12000 metros de profundidad) aumenta gradualmente.
Entonces, en las cuencas donde el espesor de los mismos es elevado, se alcanzan
altas temperaturas. Las rocas originadas no suelen presentar foliación, la
transformación mineralógica no fue completada, lo que significa que conservan
casi todos sus rasgos originales.
Originados por la temperatura
Metamorfismo de contacto o térmico: Se da cuando el proceso de transformación de
las rocas se debe a las altas temperaturas. Se produce alrededor de los cuerpos ígneos que
instruyen en la corteza terrestre,
produciéndose principalmente dentro
de las zonas orogénicas y niveles altos.
Entonces, se forma una aureola de
contacto, la cual se ha dispuesto
alrededor del cuerpo intrusivo. Este
proceso origina las rocas corneanas.
25
Originados por fluidos químicamente activos
Estos tipos de metamorfismo originan los yacimientos minerales.
•
Metamorfismo hidrotermal: Se da cuando hay una interacción entre las rocas y
agua caliente químicamente activa. Está asociado a la presencia de fluidos de alta
temperatura, con iones disueltos. Si, además, hay sustracción o adición de
compuestos químicos, este proceso pasa a llamarse metasomatismo. Se trata de
un proceso isocórico ya que el volumen molar es constante a pesat de los cambios
en la composición química de la materia.
•
Metamorfismo de fondo oceánico: Un tipo especial de metasomatismo
Originados por la alta intensidad y la gran extensión
Metamorfismo regional: Se produce por el efecto simultáneo de un aumento de la
presión y de la temperatura durante largos períodos de tiempo en grandes áreas de la
corteza terrestre con gran actividad tectónica, como los límites de las placas litosféricas.
Se da siempre en relación a zonas con subducción, zonas extensas e inestables. Aquí
actúan los tres factores del metamorfismo
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ESTRATIGRAFÍA
Es la rama de la geología que trata del estudio e interpretación de las rocas
sedimentarias, metamórficas y volcánicas estratificadas, así como de la identificación,
descripción, secuencia, tanto vertical como horizontal, cartografía y correlación de las
unidades estratificadas de rocas.
La estratigrafía registra en las rocas: formas, composiciones litológicas, propiedades
físicas y geoquímicas, sucesiones originarias, relaciones de edad, distribución y contenido
de fósiles; todas estas características sirven para reconocer y reconstruir secuencialmente
eventos geológicos.
Principios estratigráficos.
Son un conjunto de concepciones o leyes conocidas como verídicas, que se utilizan como
fundamento para hacer una descripción o análisis de una realidad.
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Principio de la horizontalidad originalidad y continuidad lateral de los
estratos:
Los estratos en el momento de su depósito son horizontales y paralelos a la superficie de
depósito (horizontalidad original) y quedan delimitados por dos planos que muestran
continuidad lateral.
Principio de la superposición:
En una sucesión de estratos, los inferiores son los más antiguos y los superiores los más
jóvenes.
Principio de uniformismo o actualismo:
Los procesos que han tenido lugar a lo largo de la historia de la tierra han sido uniformes
y semejantes a los actuales.
Principio de la sucesión faunística o de la correlación:
Consiste en admitir que en cada intervalo de tiempo de la historia geológica (representado
por un conjunto de estratos o por formaciones), los organismos que vivieron y que por
tanto se pudieron fosilizar fueron diferentes y no repetibles.
Principio de la simultaneidad de eventos:
Se basa en la doctrina del “catastrofismo actualista”, consiste en aceptar que en la
naturaleza ocurrieron en tiempos pasados fenómenos normales como los vemos en la
actualidad, pero además otros raros y eventuales que mayoritariamente coinciden con las
grandes catástrofes.
Principio de la intersección o corte y truncamiento:
Cuando una falla desplaza una secuencia de rocas, o cuando el magma intrusiona y
cristaliza en el interior de la corteza terrestre, podemos suponer que la falla o intrusión es
más joven que las rocas afectadas
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Principio de la invariancia de las Leyes Físicas:
Los procesos geológicos han ocurrido bajo condiciones que se rigen por las leyes físicas
Principio de la parsimonia:
Establece que la solución más simple suele ser la mejor.
Facies
Conjunto de caracteres litológicos y paleontológicos que presenta una roca sedimentaria
desde el punto de vista de las condiciones geográficas locales que han contribuido a su
formación, la cual puede haber ocurrido en el fondo del mar, costa, lago, río, etc. Es decir,
la facies es la suma total de todas las características primarias de una roca sedimentaria,
de las cuales se puede deducir su ambiente de depositación.
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Discontinuidades
Una discontinuidad estratigráfica es la ausencia del registro estratigráfico correspondiente
a un período determinado. Una discontinuidad estratigráfica es la ausencia del registro
estratigráfico correspondiente a un período determinado.
Hay varios tipos de discontinuidades:
Discordancia angular
Discontinuidad entre una serie estratigráfica más antigua, que se plegó y se erosionó al
quedar los estratos expuestos a la intemperie, y una serie estratigráfica más moderna.
Disconformidad
Discontinuidad entre una serie estratigráfica antigua, que fue sometida a una periodo
erosivo, y la serie estratigráfica más moderna, que se depositó tras ese proceso.
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Inconformidad
Discontinuidad entre una serie antigua, constituida por rocas erosionadas (por ejemplo,
granito), y los estratos sedimentarios más modernos.
Paraconformidad
Discontinuidad entre una serie antigua, depositada hace muchos millones de años, tras la
cual, hubo una interrupción de la sedimentación durante millones de años, y la serie
estratigráfica más moderna.
Datación estratigráfica
Relativa
Ordena los estratos y acontecimientos en una secuencia según su antigüedad.
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Absoluta
Permite hallar la edad de un estrato o acontecimiento geológico determinado, por los
métodos:
•
Biológicos: analizan ritmos biológicos que siguen intervalos regulares de tiempo
en su desarrollo (los anillos de los árboles y las estrías de los corales).
•
Sedimentológicos: Analizan los depósitos de sedimentos que siguen intervalos
regulares de tiempo. Ejemplo: las varvas glaciares son sedimentos en el fondo de
los lagos glaciares. En invierno se deposita un sedimento delgado y oscuro; y en
verano, uno grueso y claro. Así, cada pareja de capas corresponde a un año.
•
Radiométricos: se basan en el período de semidesintegración de los
elementos radiactivos; estos transforman en dicho período la mitad de su masa en
elementos no radiactivos. Así, conocido el período de semidesintegración de un
elemento radiactivo contenido en un estrato y el porcentaje del elemento
radiactivo que se ha desintegrado, se puede precisar la antigüedad del material.
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HIDROLOGÍA
La hidrología es la ciencia que estudia la distribución del agua en la Tierra, sus reacciones
físicas y químicas con otras sustancias existentes en la naturaleza, y su relación con la
vida en el planeta. En particular, estudia el ciclo del agua en la naturaleza y su circulación
superficial y subterránea en su rama hidrogeológica, considerando sus tres estados:
sólido, líquido y gaseoso.
La hidrología ha adquirido especial relevancia, debido a la consideración de que el agua
es un recurso limitado y en consecuencia debe explotarse con criterio económico.
El problema de escasez del agua se agrava por su mala distribución en el tiempo y en el
espacio, coexistiendo los problemas derivados de la necesidad de conocer los caudales
máximos por razones de seguridad, y los caudales mínimos por razones de disponibilidad.
El movimiento continuo de agua entre la Tierra y la atmósfera se conoce como ciclo
hidrológico.
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Aguas subterráneas
Las aguas subterráneas se entienden como aquellas masas de agua que se encuentran bajo
la superficie del suelo. También se conocen como manto acuífero.
Forman parte del ciclo hidrológico, que se infiltra a través del agua de lluvia, de la nieve,
del agua que se infiltra de las lagunas y los ríos, o en general, cuando la capa superficial
del suelo se encuentra saturada de agua.
Ubicación
Las
aguas
subterráneas
se
encuentran
en
formaciones
geológicas
porosas
llamadas acuíferos, por donde el agua se mueve y se conecta con las aguas superficiales.
El contenido de agua en los acuíferos puede variar según las condiciones meteorológicas,
las tasas de explotación y las tasas de recarga. Por ejemplo, en época de fuertes lluvias
puede aumentar la tasa de recarga. Sin embargo, en época de sequía donde se mantiene
la tasa de explotación, podría bajar el nivel del agua.
Clasificación
Se pueden clasificar de dos maneras distintas según se siga el enfoque del ciclo
hidrológico o en la zona donde se encuentren.
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En función del ciclo hidrológico podemos distinguir:
•
Aguas meteóricas: son aguas que una vez infiltradas, son absorbidas por las
plantas y transpiradas o evaporadas hacia la atmosfera o zonas de descarga
(manantiales, ríos, lagos, etc).
•
Aguas fósiles: son aguas muy salinas que permanecen “secuestradas” por
acumulación geológica y que no tienen vinculación con el ciclo hidrológico.
•
Aguas juveniles o magmáticas: son aguas que provienen de zonas muy
profundas que puede incorporarse al ciclo hidrológico cuando aparecen
erupciones volcánicas y géiseres.
En cambio, en función de la zona donde las aguas subterráneas se encuentran. Existen
dos tipos:
•
Aguas edáficas: aguas subterráneas que se encuentran en la zona de aireación.
Es agua retenida por capilaridad entre las partículas del suelo y es fundamental
para el desarrollo vegetativo.
•
Aguas freáticas: aguas subterráneas que se encuentran en la zona de saturación.
Es la primera capa de agua subterránea que se encuentra al realizar una
perforación y la más susceptible a la contaminación antrópica.
Importancia
El agua subterránea es un recurso muy importante para el riego (43% del agua destinada
a riego a nivel mundial) y la industria de la alimentación. Además, representa cerca de la
tercera parte del agua consumida por el ser humano.
Para el medio ambiente, las aguas subterráneas también tienen un rol muy importante, ya
que permite recargar agua en los ríos, lagos y humedales, fundamentales para un
importante número de especies animales y vegetales.
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Acuífero
Un acuífero se define como una formación geológica que está constituida por una o más
capas de rocas, capaz de almacenar y ceder el agua. Se sitúa en el suelo en la zona
denominada “zona saturada”.
Los acuíferos se caracterizan por poseer una permeabilidad y una porosidad determinada,
los cuales son parámetros que definen las características hidráulicas del acuífero, es decir,
el movimiento del agua depende del tipo de rocas del suelo.
Formación
Los acuíferos se forman gracias a las aguas pluviales que se infiltran en el suelo hasta
llegar a estratos impermeables que impidan el paso del agua y se deposite entre las rocas
subterráneas. Las aguas pluviales que se infiltran en el suelo permiten recargar de agua
las rocas porosas de los acuíferos.
Tipos de acuíferos
Los acuíferos se pueden clasificar de varias maneras según el criterio que se utilice:
•
Características litológicas: detríticos y carbonatados.
•
Tipo de huecos: poroso, kárstico y/o fisurado.
•
Presión hidrostática: libres o no confinados (en contacto con el aire y separado
por la zona no saturada), confinados o cautivos (sometidos a una presión superior
a la atmosférica y en zona totalmente saturada) y semiconfinados (algunas capas
confinadas son semipermeables).
•
Extensión: acuíferos locales o puntuales (pequeña extensión) y acuíferos
regionales (muy extensos).
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Utilidad
Cuando el agua fluye por el acuífero, sirven como conductos de transmisión de agua
subterránea a zonas de recarga como pueden ser lagos, pantanos, manantiales, pozos u
otras estructuras de captación. En cambio, cuando se topan con rocas impermeables,
promueven los depósitos de almacenamiento de agua, zonas que puede ser utilizada como
área de extracción de agua siempre que no exceda la recarga porque, en ese caso, acabarán
por secarse.
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Nivel freático
El nivel freático, denominado también tabla de agua, capa freática, manto freático, napa
freática, napa subterránea y freático, se define como la superficie que toma los puntos
donde la presión del agua y la presión atmosférica son iguales. En general, el nivel freático
tiene un relieve similar al de la superficie, aunque más suavizado y puede llegar a aflorar
al exterior formando depósitos de agua libre.
Ubicación
Por debajo del nivel freático se sitúa el agua freática, saturando los poros del suelo,
también denominada zona de saturación. El agua que se encuentra en tránsito en los
intersticios (poros y grietas) más gruesos del suelo se le denomina agua gravitacional o
gravífica, situada habitualmente en la zona de saturación.
Por encima del nivel freático, los poros del suelo pueden contener aire o agua,
denominado zona de aireación. En la zona de aireación se encuentra agua higroscópica
(adherida en una capa delgada alrededor de los granos del suelo) y agua capilar, también
ubicada en los poros más pequeños. El agua capilar provoca tensión capilar en la zona
saturada en las inmediaciones del nivel freático y parcialmente saturada más arriba.
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Movimiento del agua freática
El agua en el terreno puede estar en reposo o en movimiento:
•
En reposo: el nivel freático está en horizontal.
•
En movimiento: el nivel freático no es horizontal y se produce una filtración del
agua a través de los poros del suelo.
Nivel potenciométrico
El nivel potenciométrico es el término utilizado para referirse a la altura de la superficie
del agua subterránea sobre el nivel del mar. Anteriormente se denominaba nivel
piezométrico y a las isocurvas generadas isopiezas, puesto que se les asimila con curvas
de igual presión.
En los acuíferos libres, la capa acuífera está limitada en el techo por la superficie
potenciométrica, la cual es un dato dimensional importante para el cálculo de las reservas
y de sus variaciones o de los recursos explotables.
La morfología de la superficie potenciométrica de los acuíferos libres permite determinar,
a escala regional, las características del movimiento de las aguas subterráneas. Dado que
éste depende de las estructuras geológicas e hidrológicas de la capa acuífera, el método
de análisis utilizado es directo.
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COMENTARIOS
Geología como ciencia
Al ser el estudio de suelos uno de los pilares de la geología como ciencia, es fundamental
en la aplicación de las demás que a su vez requieran un trabajo de campo contextualizado
en espacios de cimentación natural. Este es el caso de la Ingeniería Civil, para
ejemplificar, debido a que la aplicación del conocimiento en geología se lleva a la práctica
en cualquier obra de construcción desde el inicio, sería el caso de identificar terrenos que
tengan una solidez o estabilidad suficiente para lograr mantenerse firmes en algún proceso
constructivo. Por ejemplo, al momento de construir un edificio del tipo rascacielos se
debe hacer excavaciones en la superficie hasta llegar a una capa denominada en geología
como “estrato duro”, a partir de la cual se puede hacer una cimentación estable.
La Tierra como planeta
El planeta Tierra, como lo conocemos actualmente, no ha aparecido directamente con esa
forma. Es el producto de un proceso de millones de años, pasando de ser un conjunto de
rocas acumuladas en el espacio a causa de los propios choques entre ellas, a ser el único
lugar del todo habitable y accesible en lo que conocemos de todo el universo,
principalmente por la presencia de la atmósfera y de agua en estado líquido en su
superficie. Estos cambios fueron tanto físicos como químicos, debido a la presencia de
elementos químicos y los cambios en la presión y la temperatura que se dieron.
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El magmatismo
Desde su definición, el concepto de magmatismo nos representa los procesos que sufre el
material fundido al interior de la Tierra, básicamente las piedras en estado semilíquido.
Este proceso de transformación, y la existencia de este estado semilíquido además del
conocimiento anterior acerca del movimiento de las placas tectónicas, entre otros
fenómenos, nos pueden dar una explicación y ampliar el conocimiento ya adquirido
acerca de los fenómenos naturales en los que se presenta el vulcanismo, el cual es uno de
los fenómenos más antiguos concurrentes en nuestro planeta, y uno de los más relevantes
ya que sus etapas de presencia activa y pasiva marcaron el inicio y el fin de la vida en
distintos ecosistemas, y más actualmente, en algunas civilizaciones (Pompeya, Petra,
Skara Brae, etc.).
Las Rocas
La importancia del conocimiento sobre estos materiales radica en la cotidianidad de su
presencia en todas partes del mundo. Ayuda al conocimiento de cuerpos presentes tanto
en la superficie terrestre como en el fondo de la misma, y su análisis sirve para conocer
las condiciones del ambiente en un pasado próximo o lejano, además de los elementos
que imperan en el mismo, y a partir de esto darle aplicaciones. En el caso de la Ingeniería
Civil, el conocer la trabajabilidad de ciertos agregados usados en obra, ya sean usos
normales, como los que se suelen dar en zonas urbanas, o usos especiales, por ejemplo,
el agregado originado de rocas con mayor densidad se suele usar en las paredes de
centrales nucleares debido a su elevada resistencia y retención a la radiación.
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La Estratigrafía
Aplicación de la geología que, como tal, estudia las rocas que han dado forma a los
estratos presentes en el ambiente, analizando las capas que las componen. El
conocimiento anteriormente descrito como adquirido por medio del análisis de rocas se
da a partir de la aplicación de la estratigrafía y las técnicas que esta utiliza como
herramienta de reconocimiento de las propiedades de los cuerpos (estratos, sedimentos,
rocas de distintos orígenes, etc.) analizados, siendo una forma confiable de conocer desde
la composición del ambiente en el que se realiza hasta los sucesos históricos referentes a
la meteorología u orografía del lugar. Por ejemplo, el análisis del espesor de las capas de
un sedimento ayuda a reconocer qué elemento fue el que más estaba presente al momento
de formarse dicha capa, ya que si una capa de un espesor superior a las demás presenta
pocos residuos orgánicos se puede intuir que en la época de formación de esa capa la
presencia de materiales orgánicos fue menos que en las demás épocas durante un periodo
más elevado de tiempo.
La Hidrología
Una de las especializaciones de la geología más usadas con diferencia, tratándose de un
estudio dinámico de la presencia y cambios en el agua distribuida en el planeta y su
influencia con los distintos ecosistemas. Uno de los usos importantes que se le da a esta
sería el uso de aguas subterráneas como combustible fundamental de la agricultura en
diversas partes del mundo, o la explicación de fenómenos meteorológicos que también
afectan a la misma (lluvias, aluviones, etc.).
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