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Geología estructural y
análisis estructural
Geología estructural involucra la descripción de la
estructura de la litosfera a varias escalas y busca
entender como cualquier estructura dada o
conjunto de estructuras formadas. Nuestros
métodos son
observaciones de campo, experimentos de
laboratorio y modelos numéricos. Todos estos
métodos tienen ventajas y desafíos. Ejemplos de
campo representan los resultados finales de los
procesos de deformación, mientras que
la historia de deformación real puede ser
desconocida. Historias que pueden abarcan
millones de años en la naturaleza debe realizarse en
horas, días o semanas en
el laboratorio. Además, el modelado numérico se ve
obstaculizada por simplificaciones necesarias para
Los modelos que se runable con los códigos
actuales y las computadoras. Sin embargo,
mediante la combinación de diferentes enfoques
que son capaces de obtener modelos realistas de
cómo las estructuras se forman y lo que significan.
Los estudios de campo siempre será la clave del
éxito. Cualquier modelado, numérica o física, debe
estar basada directa o indirectamente en
observaciones de campo precisos y objetivos y
descripciones. Objetividad durante el trabajo de
campo es a menudo un desafío.
1.1 Geología estructural y tectónica
La estructura de la palabra se deriva de la palabra latina
struere, para construir. La estrecha relación tectónica palabra
viene de la palabra griega tektos, que tiene un significado
similar, pero a menudo más amplio,. Ambos términos se
refieren a la estructura del edificio o de la corteza de la
Tierra, así como a los movimientos continuos que cambiar y
dar forma al capas externas de nuestro planeta. La tectónica
de placas es la parte de la tectónica que implica el
movimiento y la interacción de las placas litosféricas.
Estructuras tectónicas puede ser el resultado directo del
movimiento de las placas (Tec), pero no se limitan a las
estructuras formadas por movimientos de las placas.
Deformación tectónica es causada principalmente por una
tensión regional horizontal que se desvía de la situación de
estrés que se puede esperar basándose en cosas tales como la
corteza profundidad, la densidad de la presión de sobrecarga
y fluido. Sin embargo, hay importantes estructuras de
deformación que son de origen no-tectónico, y la mayor
parte o la totalidad de estos están relacionados con la
gravedad. Estas estructuras incluyen aquellos relacionados
con la compactación de los sedimentos, diapirismo en
ambientes magmáticos y sal dinamismo impulsado por
movimientos en algunas provincias sal. En menor escala se
sin-sedimentaria plegable, deshidratación de las estructuras
y las estructuras relacionadas con deslizamientos de tierra.
Sin embargo, hay una transición gradual entre la
deformación tectónica y no tectónico. Típico no
deformación tectónica, como
como la gravedad de deslizamiento y deshidratación
deformación, puede ser desencadenada por terremotos,
diapirismo sal está generalmente ligada a la fractura de la
sobrecarga por la tensión tectónica regional, y magmatismo
puede estar relacionado con movimientos de las placas
convergentes o divergentes. Además, la gravedad controla el
espesor de la corteza en una zona de colisión y se puede
considerar una fuerza (si no la) de conducción en la
tectónica de placas, la creación de reborde de empuje y
tracción losa, y en este sentido realmente genera los
esfuerzos tectónicos y estructuras de deformación. Debido a
esta relación íntima estos dos términos populares son
empleados como variable dentro de la geo-comunidad, y
puede ser útil para ser más específico por relación con los
procesos reales que controlan la deformación características
en cuestión.
Geología estructural típicamente se refiere a la
observación, descripción e interpretación de las estructuras
que se pueden asignar en el campo. Datos estructurales son
analizado de manera que conduzcan a un modelo tectónico
de la zona. Por modelo tectónico nos referimos a un modelo
que restringen la historia de deformación en el espacio y el
tiempo. tal vez el
datos se ajusta a un modelo de rifting NS (extensión),
seguido
por N-S contracción donde fallas extensionales eran
parcialmente reactivado como fallas inversas. Otro ejemplo
a gran escala que no implique la historia deformación podría
ser el modelo en el que se explica la meseta del Tíbet y de
todas sus fallas de salto en términos de una tectónica de
escape
o modelo de extrusión lateral (fig.? posteriormente capítulo). A
nivel más local, un fallo puede polulation, basándose en
mediciones de falla, debe interpretarse en términos de un
modelo transtensión. Tectónica trata de estructuras a gran
escala de deformación y las historias de deformación, tales
como la formación de montañas, rifting y Desarrollos cuenca,
entre otros. En escalas más pequeñas, microtectonics describe
deformación microescala y estructuras de deformación visibles
bajo el microscopio. Neotectónica se ocupa de los movimientos
corticales recientes y en curso y el estrés contemporáneo
campo. Estructuras neotectónicos son la expresión de la
superficie de fallas en la forma de escarpes de falla y conjuntos
de datos importantes se derivan de la información sísmica de
terremotos (como los mecanismos de coordinación, p.?) y los
cambios en la elevación de las regiones detectadas por
mediciones satelitales repetidas.
¿Cómo reconocemos deformación o tensión en una roca? "Coladas"
significa que tiene algo primario geométricamente sido modificado,
ya sea cruzar la estratificación, forma guijarro, una textura
magmática primaria, el crecimiento estático de minerales
metamórficos o una estructura de deformación preexistente. Por lo
tanto, el reconocimiento de la tensión y estructuras de deformación
en realidad requiere un conocimiento sólido de las rocas no
deformadas y que sus estructuras primarias originalmente parecía.
Ser capaz de reconocer deformación tectónica depende de nuestro
conocimiento de las estructuras primarias
La estructura de deformación resultante también
depende del material inicial y de su textura y estructura.
Deformar una arenisca porosa, arcilla, piedra caliza o granito
resultados en las estructuras significativamente diferentes
porque responden de manera diferente. Además, a menudo hay
una relación estrecha entre la tectónica y la formación de
estructuras primarias y rocas, como, por ejemplo, la relación
entre facies y de espesor en la pared colgante de un fallo
syndepositional con desplazamiento de error y la historia de
movimiento (figura 1,1). otra es la deformación de las rocas
magmáticas durante intrusión contundente (globo) (Figura 1.2).
Crecimiento metamórfico de los minerales antes, durante y
después de la deformación también puede proporcionar
información importante acerca de las condiciones de presión y
temperatura durante la deformación, y pueden contienen
texturas y estructuras que reflejan cinemática y deformación
historia
Geología estructural cubre estructuras de deformación
formados en o cerca de la superficie terrestre, en la parte fría,
superior de la corteza, en la corteza inferior y más caliente en
el manto subyacente. Abarca las estructuras en la escala de
cientos de kilómetros hacia abajo en las estructuras micro o
escala atómica, las estructuras que forman casi
instantáneamente, y las estructuras que se forman sobre decenas
de millones de años. Un gran número de sub-disciplinas y
metodologías tanto, existir dentro del campo de la geología
estructural. La geólogo de exploración de petróleo puede estar
considerando los problemas de sellado de falla mientras el
geólogo de producción se preocupa por el efecto de bandas de
deformación en el flujo de fluido en su depósito. El ingeniero
geólogo puede considerar la orientación de fracturas y la
densidad en relación con un proyecto del túnel, mientras que el
profesor de la universidad utiliza el mapeo estructural,
modelado físico o modelos de computadora para entender los
procesos de formación de montañas. Los métodos y enfoques
son muchos, pero sirven para entender el desarrollo estructural
o tectónica de una región o de predecir el patrón estructural de
un área. En la mayoría de los casos geología estructural se basa
en datos y observaciones que deben ser analizados e
interpretados. El análisis estructural es por lo tanto una parte
importante del campo de la geología estructural.
1.2 Los conjuntos de datos estructurales Planet Planeta Tierra representa un sistema físico
increíblemente complejo, y las estructuras que causas
naturales deformación reflejar este hecho a través de su
multitud de las expresiones e historias. Las
observaciones de campo de rocas deformadas y sus
estructuras representan la fuente más directa e
importante de información sobre cómo las rocas se
deforman y observaciones objetivas y descripciones de
rocas deformadas naturalmente son la clave para
entender la deformación natural. Hay así una necesidad
para simplificar e identificar los factores de uno o
pocos más importantes que describen o conducir al
reconocimiento de estructuras de deformación que
puede ser visto o mapeadas en rocas naturalmente
deformados. Los experimentos realizados en el
laboratorio nos dan un valioso conocimiento de cómo
las diferentes condiciones físicas, incluyendo campo de
tensión, límite condición, la temperatura, o las
propiedades físicas de la deformando el material, se
refieren a la deformación. Numérico modelos, donde
deformación de la roca es simulado en un ordenador,
son también útiles ya que permiten una para controlar
los diversos parámetros y propiedades que influyen
deformación.
Los experimentos y modelos numéricos no sólo
nos ayudan a entender cómo el control físico externo e
interno condiciones o predecir las estructuras de
deformación que se forman, sino también dar
información sobre cómo evolucionan las estructuras de
deformación, es decir, proporciona una visión de la
historia de deformación. Por el contrario, las rocas
deformadas naturalmente representan los resultados
finales de la deformación natural historias, y la historia
puede ser difícil de leer de las propias rocas. Numérico
y experimental Los modelos permiten controlar
propiedades de las rocas y las condiciones de contorno
y explorar su efecto sobre deformación y historia de la
deformación. Sin embargo, cualquier roca deformada
contiene algo de información sobre la historia de
deformación. El desafío es saber qué buscar e
interpretar esta información. numérico y trabajo
experimental ayuda a completar esta tarea, junto
con observaciones de campo, objetivos y precisos.
1.2.1 Los datos de campo
Es difícil exagerar la importancia de tiene un valor
incalculable. Por desgracia, la capacidad del hombre para
hacer observaciones objetivas es limitado. Tendemos a ver lo
que observaciones de campo tradicionales de rocas deformadas
y sus estructuras. Las rocas contienen más información de lo
que nunca será capaz de extraer de ellos, y el éxito de
cualquier modelo físico o numérica se basa en la precisión de
la observación de estructuras de piedra en la campo. El contacto
directo con las rocas y estructuras que tienen no ha sido filtrado
o interpretada por el hombre o los ordenadores esperamos ver y
lo que estamos capacitados para ver. ¿Qué que hemos aprendido
y visto en el pasado influye nuestras impresiones visuales de
rocas deformadas. Cualquier estudiante de rocas deformadas por
lo tanto, deben capacitar a sí mismo de ser objetivo. Sólo
entonces podemos esperar descubrir lo inesperado y hacer
nuevas interpretaciones que pueden contribuir a nuestra
comprensión de la
desarrollo estructural de una región y al campo de la
geología estructural en general. Muchas estructuras se han
pasado por alto hasta el día en que alguien ha señalado su
existencia y su significado, sobre el que, de repente, aparecen
"en todas partes". Bandas de cizalladura en las rocas
deformadas fuertemente dúctiles (milonitas) es un ejemplo de
ello. Ellos fueron pasados por alto o ya sea considerado como
escisión hasta finales de 1970, cuando se describieron
adecuadamente y se interpreta. Después de eso, se han descrito
desde con la ayuda de fotografías, medidas de orientación y
otras medidas que pueden estar relacionados con el boceto.
Bocetos también obliga al geólogo de campo para observar
características y detalles que de otro modo podrían pasar
inadvertidos. Al mismo tiempo, bosquejos se pueden hacer con
el fin de resaltar la información relevante y descuidar detalles
irrelevantes. Bocetos de campo es, en gran medida, una
cuestión de práctica. casi todas las zonas de cizallamiento
mayor o zona milonita en el mundo.
1.2.2 La teleobservación y geodesia
Las imágenes de satélite (Figura 1.4) ya están
disponibles Trabajo de campo tradicional implica el uso de
simples herramientas como un martillo, el dispositivo de
medición, topomaps, una lente de mano y una brújula, y los
datos recogidos son orientaciones principalmente estructurales
y muestras para estudios de corte fino. Este tipo de recolección
de datos sigue siendo importante, y es ayudada por modernas
unidades de GPS de alta resolución y fotografías aéreas y de
satélite. Un trabajo más avanzada y detallada ahora puede
implicar el uso de una unidad de escaneo láser, donde los
pulsos de luz láser huelga se registra la superficie de la Tierra y
el tiempo de retorno.
Esta información se puede utilizar para construir un
modelo topográfico detallado o geométrico del afloramiento, en
que uno o más fotografías de alta resolución de campo puede
ser cubierto (Figura 1.3). Las observaciones geológicas, tales
como la orientación de la estratificación o ejes de plegado y
luego se puede hacer en un equipo. En muchos casos, la forma
más importante de datos de campo de grabación es mediante el
uso de dibujos en campo, a resoluciones cada vez más altos y
son una valiosa herramienta para el mapeo de las estructuras de
escala del mapa. Una cantidad cada vez mayor de estos datos
está disponible gratuitamente en todo el mundo-web, y puede
ser combinado con elevación digital datos para crear modelos
tridimensionales. Ortorectificadas fotos aéreas pueden dar más
detalles (Figura 1.4, arriba), con resoluciones de hasta decenas
de centímetros en algunos casos. Ambas estructuras dúctiles,
tales como pliegues y foliaciones y fallas y fracturas frágiles
son asignables a partir de imágenes satelitales y fotografías
aéreas.
En el campo de la neotectónica, InSAR
(Interferometría de radar de apertura sintética) es una útil
técnica de teledetección radar que utiliza imágenes de satélite.
Los haces de ondas de radar son constantemente enviado a la
Tierra, y la imagen se genera en base a
la información devuelta. La intensidad de la luz reflejada
información refleja la composición de la tierra, pero
1 s
Seismic signals
Tail buoy
Streamer (hydrofones)
Air gun array
Layer 1
Layer 2
Layer 3
la fase de la onda, ya que golpea y se vuelve reflejada también
se registra. Comparando las fases nos permite para supervisar
milímetro escala cambios en la elevación y la geometría de la
superficie, lo que entre otras cosas puede reflejar los
movimientos tectónicos activos relacionados con los
terremotos. Además, precisos modelos de elevación digitales
y mapas topográficos también puede ser construido a partir de
estos tipos de datos. Datos de posicionamiento GPS en
general son una fuente importante de datos que pueden ser
recuperados de los satélites GPS para medir movimientos de
las placas (Fig. 1,5). Estos datos también se pueden recoger en
el suelo por medio de las unidades de GPS estacionario con
precisión milimétrica escala. pero permite que tanto S sísmica
y las ondas P a grabar (ondas S no viajan a través del agua).
Los datos sísmicos se pueden recoger también en tierra, poner
la fuente de sonido y micrófonos (geófonos) en el suelo. La
fuente de sonido en tierra normalmente un dispositivo
explosivo o un camión vibrando, pero incluso una pistola de
martillo o especial puede ser utilizado para objetivos muy
poco profundas y local. Las ondas sonoras se reflejan en la
capa límites donde hay un aumento en la impedancia acústica,
es decir, donde existe un cambio brusco en la densidad y / o la
velocidad por la cual las ondas sonoras viajan en la roca. Una
larga fila de micrófonos, llamados geófonos en tierra y en
tierra conocida como hidrófonos, grabar las señales sonoras
reflejadas y el tiempo que
1.2.3 Los datos sísmicos de reflexión
En la cartografía de las estructuras del subsuelo,
aparecen en la superficie. Estos datos se recogen en forma
digital y procesada por ordenadores para generar una sísmica
datos sísmicos son invaluables y desde 1960 han
revolucionado nuestro entendimiento de la culpa y la
geometría veces. Algunos de los datos sísmicos son recogidos
con fines puramente académicos, pero la gran mayoría de
adquisición de datos sísmicos es motivado por la exploración
de petróleo y gas. Mayoría de los datos sísmicos son, pues, de
las cuencas de rift y los márgenes continentales.
Marine datos de reflexión sísmica (Figura 1.6) son
recogen normalmente en barco, donde una fuente de sonido
(pistola de aire) genera ondas sonoras que penetran en las
capas corticales bajo el fondo del mar. Micrófonos puede ser
también
puesto en el fondo del mar. Este método es más complicado,
imagen de la tierra. Los datos sísmicos se puede procesar en
un número de maneras, dependiendo del objetivo del estudio.
Estándar líneas de reflexión sísmica se muestran con dos vías
el tiempo de viaje como el eje vertical. Conversión a
profundidad de cualquiera de los datos sísmicos o la
interpretación sísmica por lo tanto, es necesario crear un perfil
geológico a partir de esos datos. Profundidad conversión se
realiza utilizando un modelo de velocidad que depende de la
litología (el sonido se mueve más rápido en piedra arenisca
que en esquisto, y sin embargo más rápido
en piedra caliza) y profundidad de enterramiento (litificación
lleva a aumento de la velocidad). A veces los datos sísmicos
son
profundidad migrado. En este caso un modelo de velocidad
que se necesita. El aspecto práctico de profundidad secciones
migradas es que la escala vertical se da en profundidad en
lugar de tiempo. Además, se tienen en cuenta los cambios en
la velocidad de roca laterales que pueden causar problemas
visuales o geométricos para el intérprete cuando se trata de
una sección de tiempo de migrar. La exactitud de los datos de
profundidad migrado embargo, no se basan en el modelo de
velocidad. Profundas líneas sísmicas se pueden recoger en
energía emitida es suficientemente alta para penetrar
profundamente partes de la corteza y hasta el manto superior.
Estas líneas son útiles para explorar la estructura a
gran escala de la corteza. Aunque ampliamente espaciados
profundas líneas sísmicas y regionales de líneas sísmicas se
llama 2-D, más y más comercial (empresa petrolera) se
recogen datos como interfaces, métodos de recolección de
datos y así sucesivamente, sino que típicamente ser en torno a
15-20 m para la identificación de fallos tirar. Métodos cada
vez más sofisticados de análisis y visualización de datos se
están haciendo disponibles para 3-D conjuntos de datos
sísmicos, útiles para la identificación de fallas y otras
estructuras que están bajo tierra. Exploración y explotación
de petróleo por lo general se basan en sísmica 3-D conjuntos
de datos en los ordenadores interpretado por los geofísicos y
geólogos estructurales. La interpretación que hace Es posible
generar mapas estructurales de contorno y geológicas
secciones transversales que pueden ser analizados
estructuralmente de varias maneras, por ejemplo, por la
restauración estructural. un cubo 3-D donde espaciado de
línea está lo suficientemente cerca (ca 25 m) que los datos
pueden ser procesados en tres dimensiones,
1.2.4 Los datos experimentales
El modelado físico de plegado y fallas tienen y
donde secciones a través del cubo se puede hacer en
cualquier dirección. Las líneas paralelas a la dirección de
recogida se denominan a veces inlines, los ortogonal a inlines
se refieren como líneas cruzadas, mientras que otras líneas
verticales son líneas al azar. Las secciones horizontales se
llaman intervalos de tiempo, y puede ser útil durante la
interpretación culpa. Por lo tanto 3-D datos sísmicos
proporcionan oportunidades únicas para el mapeo
tridimensional de fallas y pliegues en el subsuelo que rara vez
es posible incluso en áreas de una excelente exposición. Los
datos sísmicos se limita por la resolución sísmica, lo que
significa que sólo se puede distinguir capas que son una cierta
distancia, y sólo fallos con un mínimo determinado
desplazamiento se pueden obtener imágenes e interpretados.
La calidad y la resolución de 3-D de datos es
generalmente mejor que el de 2-D líneas, también porque la
energía reflejada se restaura más precisamente a través de tres
dimensiones migración. La resolución sísmica de alta calidad
en 3-D de datos depende de la profundidad, la impedancia
acústica de la capa de ha realizado desde los primeros días de
la geología estructural, y desde la parte media del siglo 20 tal
modelado se ha llevado a cabo de una manera más
sistemática. Hebilla plegable plegable, corte, fallamiento
inverso y normal y la huelga de deslizamiento, las
poblaciones de falla, falla la reactivación, la rotación
porphyroclast, diapirismo y boudinage son sólo algunos de los
procesos y las estructuras que han sido modelados en el
laboratorio.
La forma tradicional de modelado de estructuras
geológicas es llenando una caja con arcilla, arena, yeso,
masilla de silicona, miel y otros medios de comunicación y
extensión de aplicar (Figura 1.7), la contracción, simple
deformación de corte de extensión, seguido de la contracción
o alguna otra deformación historia. Un aparato de cizalla
anular se utiliza cuando grandes cantidades de cizallamiento
se requiere. En esta configuración, la parte exterior del
volumen en forma de disco se gira con relación a la parte
interior. Muchos modelos pueden ser filmado y fotografiado
durante la historia de deformación o escaneados utilizando
tomografía computarizada. Otra herramienta es la centrífuga,
donde el material se deforma bajo la
influencia de la fuerza centrífuga. Aquí la centrífuga fuerza
juega el mismo papel en los modelos como la fuerza de
gravedad hace en los procesos geológicos. Idealmente se desea
utilizar un modelo a escala, donde se encoge no sólo el tamaño
del objeto natural o estructura que se refiere a, pero donde
también las propiedades físicas (tamaño de grano, la cohesión,
la ductilidad, etc) se reducen. En la práctica, es imposible que
reducir cada aspecto o característica de una parte deformada de
la corteza terrestre. Arena tiene granos que, cuando se escala
hasta el tamaño natural, pueden ser grandes como enormes
rocas, evitando la duplicación de estructuras de pequeña
escala. El tamaño de grano de arcilla puede ser más apropiado,
pero uno puede encontrar que la arcilla se vuelve demasiado cohesiva. Por otra parte, el yeso tiene propiedades que
cambian durante el transcurso del experimento y por lo tanto
difícil para describir con precisión en términos de reología.
Obviamente, los modelos físicos tienen sus limitaciones, pero
la observación de la deformación progresiva en las
condiciones de contorno se sabe todavía proporcionan
información importante que puede ayudar a entender las
estructuras naturales.
Experimental deformación de las rocas y de los suelos
en una plataforma de deformación bajo la influencia de un
Applied presión (estrés) se utiliza para explorar cómo los
materiales reaccionan a diversos campos de tensión y
velocidades de deformación. Las muestras pueden ser unas
pocas decenas de cm3 de tamaño (figura 1,8), y están
expuestos
a la compresión uniaxial o tensión (medios uniaxiales que se
aplica una fuerza en una sola dirección) con una presión de
confinamiento de fluido controlado que se refiere a la corteza
1.2.5 modelización numérica
Modelización numérica de procesos geológicos
tiene de profundidad de interés. Pruebas triaxiales también se
realizan, y la deformación resultante puede ser tanto de
plástico y quebradizo. Por deformación plástica nos
encontramos con el reto de la velocidad de deformación.
Naturales cepas de plástico se acumulan con el miles o
millones de años. Tenemos que aplicar temperaturas más altas
para nuestros experimentos de laboratorio para producir
estructuras de plástico a velocidades de deformación de
laboratorio. Así pues, estamos en el desafío de escala, esta vez en
términos de temperatura, tiempo y velocidad de deformación.
vuelto cada vez más sencillo con el desarrollo de las
computadoras cada vez más rápidas. Modelado simple puede
llevar a cabo utilizando herramientas matemáticas, tales como
hojas de cálculo o ™ Matlab. Otros modelos requiere un
software más sofisticado y costoso, a menudo sobre la base de
elementos finitos y métodos de diferencias finitas. los modelos
puede variar de microescala, por ejemplo tratando con
deformación mineral de grano, a la deformación de la litosfera
entera y cualquier otra cosa. Uno puede
campos del modelo de estrés durante fallas e interacción culpa,
configuración y las condiciones, procesos microescala difusión
durante la deformación plástica entre muchos otros. Sin
embargo, la naturaleza es compleja, y cuando el grado de
complejidad se incrementa, incluso el superordenador más
rápido en algún momento llega a sus limitaciones físicas. Ni
puede cada aspecto de deformación natural ser descrito por la
teoría numérica de hoy. Por lo tanto, tenemos que considerar
nuestras simplificaciones con mucho cuidado y uso de campo
y datos experimentales, tanto durante la planificación de la
modelización y durante la evaluación de los resultados. Por lo
tanto hay una necesidad de que los geólogos que puede
Homogeneous data a
combinar la experiencia de campo con una visión en cierta
metodología numérica incluyendo todas sus ventajas y
limitaciones
Heterogeneous data, systematic variation
Fold axis
1.2.6 Otras fuentes de datos
Hay una larga lista de otras fuentes de datos que
pueden ser de utilidad en el análisis estructural. Gravimétricos y
magnéticos de datos se puede utilizar para trazar grandes fallas b y patrones de fallas en las cuencas sedimentarias. Anisotropía agnética como se mide a partir de muestras orientadas mano puede
estar relacionado con la deformación finita. Estudios de sección
constante y las imágenes de microscopía electrónica revelan
información estructural sobre la microescala. Terremoto datos y soluciones de centros de coordinación del mecanismo
Fold axis
de información muy valiosa acerca de las tensiones intraplaca
y neotectonism y puede estar relacionada con el estrés en
las mediciones in situ por medio de medidores de tensión,
rupturas de pozos, fracturamiento hidráulico, etc.
overcoring datos radiométricos se puede utilizar para fechar
eventos tectónicos. Datos sedimentológicos y resultados de
análisis de cuencas están estrechamente relacionados con
actividad de fallas en cuencas sedimentarias (Figura 1.1).
Intrusiones de diques están relacionados con el campo de
tensiones y debilidades preexistentes, y geomorfológicos
características pueden revelar estructuras importantes en el
subsuelo. La lista se puede hacer más larga, que ilustra
cómo las diferentes disciplinas geológicasconfiar en cada
otro y deben ser utilizados en
conjunto para resolver problemas geológicos.
1.3 Organizar los datos
Una vez recogidos, los datos geológicos deben estar
analizado. Los datos estructurales de campo representan una
fuente especialde datos, ya que se relacionan directamente con
el producto de la deformación natural en toda su pureza y
complejidad. Debido a la vastedad de la información contenida
en unárea de campo, o incluso un único afloramiento, el
geólogo de campo es enfrentan con el reto de clasificar la
información que es relevante para el problema en cuestión.
Recogida de demasiados datos ralentiza la recogida y el
análisis de los datos. Al mismo tiempo, un conjunto de datos
incompletos establecer detiene el geólogo llegue sana y
estadísticamente conclusiones significativas. Recogida de un
tipo incorrecto de datos es, por supuesto, no es muy útil, y la
calidad de la datos debe ser aceptable para el uso adicional. La
calidad del análisis está limitado por la calidad de los datos en
que se basa. Por tanto, es esencial que el objetivo está
e
claramente en mente antes de la recolección de datos se
inicia. El mismo es el caso de otros tipos de datos, tales
como los recogidos por métodos sísmicos o teledetección.
Una vez recogidos, los datos deben ser agrupados y
ordenados de una forma razonable para su posterior
análisis. Los datos de campo puede subdividirse basada
en la orientación o la edad relativa (por ejemplo,
divisiones o fracturas, pliegues).
Las diferentes partes del conjunto de datos se
conoce como subpoblaciones. En otros casos, los datos de
campo se subdivide en subconjuntos basado en subáreas
geográficas. Una subárea estructural es un área
geográfica dentro de la cual el conjunto de datos
estructural es aproximadamente homogénea o donde se
muestra un cambio sistemático (Figura 1.9 y 1.10).
Completamente datos estructurales no sistemáticos o
caóticos son muy inusuales, por lo general hay un tejido u
orientación sistemática de minerales o fracturas
resultantes de la deformación de la roca. Como ejemplo,
la Figura 1,10 muestra el patrón general de alineaciones
en una parte de la cuña Caledonian orogénico en
Escandinavia. Cada flecha representa la lineación
orientación promedio dentro de la zona que cubre en el
mapa. La región puede ser subdividida en subáreas en el
que el patrón de lineación muestra una orientación
relativamente homogénea, como se muestra en la figura
1.10c. La variación real dentro de cada subárea se puede
mostrar por medio de la presentación estereográfica de
las mediciones individuales (Figura 1.11). También se
podría distinguir entre diferentes tipos de lineación
(lineación de estiramiento, lineación de intersección,
lineación mineral, etc) (no se muestra).
Un segundo ejemplo se toma del petróleo
provincia del Mar del Norte (Figura 1.12). Se muestra
cómo poblaciones de fallas parecen diferentes a
diferentes escalas y por lo tanto deben ser tratados en la
escala adecuada para servir el propósito del estudio. Las
cifras inferiores muestra cómo la población más pequeña
falla en la representación cartográfica Oilfield Gullfaks se
puede subdividir en subpoblaciones basada en la
orientación. Los mapas muestran la distribución
geográfica de las poblaciones de falla. En este punto cada
subgrupo puede ser analizado individualmente con
respecto a la orientación (parcelas estéreo), el
desplazamiento, propiedades de sellado, u otros factores,
dependiendo del propósito del estudio
Devonian
a
b
c
Lindås
Nappe
Bergen
Lower
Bergsd.
Nappe
Upper Bergsdalen Nappe
Jotun Nappe
Upper Bergsdalen Nappe
Caledonian stretching lineation
Caledonian thrust nappes
Phyllite, mica- schist
Basement
20 km
1.4 El análisis estructural
Pasiva flexión. Lo mismo se aplica a un fallo.
¿Qué parte de la culpa formó por primera vez? ¿Se forman
por unión de Muchos procesos estructurales abarcar miles de
millones de años. Mayoría de los datos estructurales describir
el producto final un poco de historia de deformación, y la
historia de la misma sólo puede ser revelada a través de un
cuidadoso análisis de los datos. Al buscar en un pliegue,
puede no ser obvio si se formó por acortamiento capa paralelo,
o cizallamiento segmentos individuales, o lo hizo crecer desde
un único punto hacia el exterior, y si es así, ¿fue este punto en
la parte central de la superficie de la falla presente? No siempre
es fácil responder a estas preguntas, pero el enfoque siempre
debe en analizar la información de campo y comparar con modelos experimentales y / o numérico.
1.4.1Análisis geométrico
El análisis de la geometría de las estructuras es que se
describirá con precisión por funciones vectoriales simples, o
puede ser imposible para mapear partes continuas de conoce
como análisis geométrico. Esto incluye la forma, la orientación
geográfica, el tamaño y geométricos relación entre el principal
(primer orden) y estructura relacionados menor escala (de
segundo orden) estructuras. El último punto hace hincapié en el
hecho de que la mayoría de las estructuras son compuestas y
aparecen en asociación a diferentes escalas. Por lo tanto, se
necesitan varios métodos para medir y describir las estructuras y
asociaciones estructurales.
La forma es la descripción espacial de las superficies
abiertas o cerradas, como interfases capa plegada o superficies
de falla. La forma de capas plegadas pueden dar información
sobre el proceso de formación de pliegue o las propiedades
mecánicas de la capa plegada (p.?), Mientras que la curvatura
culpa puede tener implicaciones para colgar deformación de
pared (pág.?) O podría dar información sobre el deslice la
dirección (p.?).
Orientación de las estructuras lineales y planas son,
quizás, los tipos más comunes de datos, y las formas y
características lineales puede describirse mediante funciones
matemáticas, por ejemplo mediante el uso de funciones
vectoriales. En la mayoría de los casos, sin embargo, las
superficies naturales son demasiado irregulares
una superficie (por ejemplo, un fallo o una capa plegada) en la
medida necesaria para la descripción matemática. Sin embargo,
puede ser necesario hacer interpretaciones geométricas de
estructuras parcialmente expuesto. Nuestros datos siempre
incompleta en algún nivel, y nuestras mentes tienden a buscar
modelos geométricos en el análisis de la información geológica.
Por ejemplo, cuando los Alpes fueron mapeados en gran detalle a
principios del siglo 20, eran generalmente se considera cilíndrico
(lo que significa que se supone que tienen ejes de plegado
rectas). Este modelo ha permitido proyectar pliegues en
secciones y las secciones impresionantes o modelos geométricos
fueron creadas.
En una etapa posterior se hizo evidente que los pliegues son de
hecho no cilíndrica, con líneas de articulación curvadas,
requiriendo modificación de los modelos anteriores.
En el análisis geométrico es muy útil para representar los datos
de orientación (por ejemplo, las figuras 1,9 y 1,11) por medio de
la proyección estereográfica (véase el apéndice). La proyección
estereográfica se utiliza para mostrar o interpretar tanto la
orientación y la geometría de una estructura. La método es rápido
y eficiente, y el más ampliamente herramienta que se utiliza para
la presentación e interpretación de los datos espaciales.
N
Subarea 1
048/15
N
Subarea 2 western part 075/12
En general, la geometría se pueden presentar en forma de
mapas, perfiles, proyecciones estereográficas, subieron
diagramas o modelos tridimensionales basados en
observaciones realizados en el campo, a partir de datos
geofísicos y otros datos fuentes
n=69
a)
n=182
b)
1.4.2
Colar y análisis cinemático
Descripción geométrica y el análisis
Subarea 2 eastern part 107/25
n=214
c) d)
Subarea 4
139/10
n=116
e)
Subarea 3
119/3
n=292
pueden formar la base para la cuantificación de la cepa o el
análisis de la cepa.
Dicha cuantificación es útil en muchos contextos, por ejemplo,
en
la restauración de secciones geológicas a través deformada
regiones. Análisis Strain implica comúnmente finito
análisis cepa, que se refiere a cambios en la forma desde el
estado inicial hasta el resultado final muy de la deformación.
Geólogos estructurales también están preocupados con la
historia de deformación, que puede ser explorado por el análisis
de deformación incremental. En este caso sólo una parte de la
historia de la deformación se considera, y una secuencia de
incrementos de describir la historia de la deformación.
Por definición, la cepa es sólo aplicable a los
deformación continua, la deformación es decir, cuando las
estructuras continuas originalmente como ropa de cama o diques
permanecer constante también después de la deformación. Otra
palabra para la deformación permanente es la deformación
dúctil.
La deformación dúctil se produce cuando las rocas fluir
bajo la influencia del estrés. El discontinua opuesto,
deformación o deformación frágil, ocurre cuando las rocas
se rompen o fracturan. Geólogos modernos no obstante
restringir el uso de la cepa a la deformación dúctil. En los
casos en que las fracturas se producen en un número alto y en
una escala que es significativamente menor que la
discontinuidad cada
61o
Statfjord Nord
Snorre
Vigdis
Fm. fault
Sub-population A
30
Unst
Basin
Gull-
?
Ose-
Bergen
cepa frágil término se utiliza. Es una simplificación, pero es
análisis de la cepa es por lo tanto también se aplica a
estructuras frágiles tales como las poblaciones de falla.
Descripción geométrica también constituye la
base de análisis cinemático que se refiere a cómo las
masas de roca se han movido durante la deformación
Shetland
Platform
faks berg
Horda
Platform
(la palabra griega kinesis movimiento medio). Estrías en las superficies de falla (Figura 1,13) y lineaciones en zonas de cizalla están entre las estructuras que son útiles en el análisis cinemático.
Moray Firth Basin
Aberdeen
Statfjord
Utsira High
Åsta
Graben
Stavanger
Visund
Para ilustrar la conexión entre el análisis
cinemático y análisis geométrico, considere los
pliegues representados en la Figura 1,14. La diferencia
en la geometría (forma) de las dos capas plegadas se
pueden utilizar para distinguir entre la cinemática
implicados durante su formación, uno por compresión,
y el otro por la cizalladura. En otras palabras, un
análisis cinemático se puede realizar sobre la base de
análisis geométrico. También depende de las
condiciones de frontera físicas tales como paredes
rígidas o una superficie libre de rocas y sedimentos
que son libres de extrusión.
61o
15
18
Gullfaks
1.4.3 El análisis dinámico
Tanto la cepa (cambio de forma) y la cinemática Tordis
fault
37A
Gullveig 21
2 16
son el resultado de la acumulación y liberación del estrés. La interacción entre el estrés y la cinemática se llama dinámica. El análisis dinámico por lo tanto explora la conexión entre el estrés y las estructuras o cepas que se pueden observar en la corteza. Volviendo a los pliegues mostrados en la figura 1.14, se puede encontrar que las
17
Rimfaks
10 km
Gullfaks Sør
61o
00
35
23
Beta
fuerzas o ejes de estrés eran diferente relativa orientado a la estratificación en los dos casos. El pliegue superior, paralelo puede haber sido formado por la aplicación de la compresión de capa paralelo, mientras que el pliegue similar puede ser el resultado de esfuerzo cortante significativo que actúa paralela a la capa de base en el análisis geométrico y causar la cinemática
S t a t f jo r d F m . d e p t h m a p ,
G u llf a k s
3
14
C-3
9
C-1
11
C-2
Fold
6611
1155
Sub-population A
61 15
4 7
13
5
19
1 Well
61 10
12
22
22 1155
61 10 61 10
Top Statfjord eroded
Base Statfjord eroded
2.5 km
61 10
2 10
2 15
2.5 km
Sub-population B
61 15
61 10
Sub-population C
61 15
61 10
Sub-population D
61 15
61 10
Sub-population E
61 15
61 10
2 10
2 15
2.5 km 2 10
2 15
2.5 km 2 10
2 15
2.5 km 2 10
2 15
2.5 km
de ellos, las discontinuidades se pasan por alto y el modelo,
por lo tanto, puede presentar un modelo dinámico
simple para cada uno de los pliegues. S1
La aplicación de tensión a jarabe da un resultado
diferente que destacar una barra de chocolate frío. El jarabe fluirá, mientras que la barra de chocolate se romperá. Ambos son análisis
dinámicos, pero la parte de la dinámica relacionadas con el flujo de rocas se conoce como análisis reológico. Del mismo
modo, el estudio de cómo las rocas (o azúcar) ruptura
o fractura es el campo del análisis mecánico. En general, las rocas flujo cuando llegan lo suficientemente caliente, lo que significa
que cuando se enterrarán a una profundidad. "En el fondo lo suficiente" significa a) poco más que las temperaturas superficiales de sal,
300 °C durante una roca de cuarzo-rico, tal vez más cercanas
a 550 ° C durante una roca feldespática y más aún para olivino rocas ricas. S1
La presión también juega un papel importante, como lo
hace el contenido de agua y velocidad de deformación.
Es importante darse cuenta de que diferentes tipos
de rocas se comportan de manera diferente bajo cualquier condición b) dada, sino también que la misma roca reacciona de manera diferente a la tensión bajo
diferentes condiciones físicas. Pruebas
reológicas se hace en el laboratorio con el
fin de entender cómo el flujo de rocas
diferentes en la litosfera
1.4.4
Análisis tectónico
Análisis tectónico implica el análisis dinámi-
co de la geometría de la estructura (análisis
geométrico) y su desarrollo cinemática (análisis
at cinemático) a la escala de una cuenca o cinturón
orogénico. Este tipo de análisis por lo tanto, implica
elementos de sedimentología, paleontología, petrología
y entre otras subdisciplinas de la geología y ciencias
afines, además de geología estructural. Geólogos
estructurales que participan en análisis tectónico se
refieren a veces como tectonicists. En el extremo
opuesto del rango de la escala, algunos geólogos
estructurales analizar las estructuras y texturas que sólo
se pueden estudiar a través del microscopio. Este es el
estudio de cómo se produce la deformación entre y
dentro de los granos minerales individuales y se conoce
como análisis microestructural o microtectonics por
algunos. Tanto el microscopio óptico y microscopio
electrónico de barrido (SEM) (Figura 1,15) son
herramientas útiles en el análisis microestructural..
1.5 Comentario final
Geología estructural ha pasado de ser una disciplina
descriptiva a una donde los métodos de análisis y
modelización física y numérica son cada vez más
importantes. Muchos tipos de datos y métodos nuevos se
han añadido a la geología estructural a lo largo de las
últimas décadas, y los métodos más nuevos seguramente
verá su aplicación en este campo en los próximos años.
Sin embargo, es difícil exagerar la importancia de los
estudios de campo, incluso cuando los algoritmos
numéricos más sofisticados se están utilizando o donde
mejor conjunto de datos sísmicos 3D disponible. La
conexión entre las observaciones de campo y los
modelos deben estar apretados. Se trata de la corteza de
la Tierra y los procesos que actúan en ella tratamos de
comprender. Son las propias rocas que contienen la
información que pueda revelar su historia estructural o
tectónico. Modelos y análisis son herramientas útiles
para ayudarnos a crear modelos que nos podemos
relacionar y entender lo que es un probable y lo que es
una interpretación poco probable o imposible. Sin
embargo, siempre se debe cumplir con la información
recuperable de las rocas.