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UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA COCHABAMBA Ingeniería De Gas y Petróleo COCHABAMBA GEOLOGIA ESTRUCTURAL MSC. ING. WALTER LARRAZABAL RODRIGUEZ

Glg Estructural

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UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA COCHABAMBA

Ingeniería De Gas y Petróleo

COCHABAMBA

GEOLOGIA ESTRUCTURAL

MSC. ING. WALTER LARRAZABAL RODRIGUEZ

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Areas de Interés Petrolero en Bolivia Por: W. Gonzales M.

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Área Potencial (535.000 Km2)

Área Tradicional

(45.507 Km2)

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Capitulo 1

INTRODUCCIÓN CONCEPTO

 

La Geología Estructural es una parte de la Geotectónica es decir, de

esa asignatura geológica que estudia las particularidades de la

estructura y desarrollo de la corteza terrestre relacionados con los

procesos mecánicos, movimientos y deformaciones que en ella tienen

lugar.

La Geología Estructural, estudia los movimientos que afectan a las rocas

sólidas que resultan de las fuerzas que actúan dentro de la tierra,

causando pliegues diaclasas, fallas y clivajes.

El movimiento del magma, debido que con frecuencia está íntimamente asociado

con el desplazamiento de rocas sólidas, también un tema en el contenido mínimo

de la geología estructural.

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RELACION DE LA GEOLOGIA ESTRUCTURAL CON LA GEOLOGIA

 

La Geología estructural es una disciplina que está íntimamente relacionada con muchas ramas importantes de la Geología:

 

La Estratigrafía.- Es una rama de la geología que estudia la ciencia en la cual las formaciones han sido depositadas.

La sedimentación.- Que trata de la depositación, de la acumulación en un

depósito, por diferentes procesos, para luego formar la roca misma. 

La paleontología.- Que estudia a los fósiles para relacionarlos a la edad de la roca en base a los restos orgánicos. 

La Petrología.- Es una rama que estudia la descripción sistemática de las rocas y el estudio de su origen.  

La Geoquímica.- Estudia la aplicación de los principios químicos a los problemas del globo terrestre.

 

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Objetivos de la geología estructural.- 

La Geología estructural se basa fundamentalmente en los siguientes

objetivos principales:

 

Primer objetivo, en determinar la forma y el tamaño de los cuerpos de

roca, si estos son grandes masas tabulares o también si son cuerpos

cilíndricos.

 

Un segundo objetivo es relacionar la estructura con alguna cronología, es

decir averiguar sus edades relativas. Por ejemplo si encontramos un

anticlinal, una falla y un dique, el anticlinal puede ser el más antiguo y el

dique más joven.

 

El tercer objetivo es determinar los procesos físicos, por el cual se produjo

una estructura; relacionando con la presión y la temperatura, el tiempo en

la cual se origina la estructura bajo la distribución de los diferentes

esfuerzos.

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Capítulo II PRINCIPIOS MECÁNICOS

Materiales de la Corteza terrestre

 

Átomos.- Toda materia está compuesta por átomos. El átomo tiene un diámetro promedio de 2x10 -7 milímetros 0,0000002 mm. Algunos son mucho más pesados que otros por ejemplo la masa del Uranio pesa casi 237 veces mayor que la del Hidrogeno, este último es el más liviano.

 

El átomo de Uranio pesa 392.98x1024 gramos, uno del hidrogeno pesa solamente 1,66x10-24 gramos.

El átomo es una combinación de protones, neutrones y electrones.

ELEMENTO CARGA ELECTRICA MASA

 

Electrón -1 0,00055

Protón +1 1,00758

Neutrón 0 1,00893

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MASA Y ENERGIA.- Se ha encontrado que la masa de un núcleo atómico es menor que la masa total de sus componentes como partículas separados. Esto se explica por el hecho de que cuando se forma un núcleo una pequeña cantidad de masa desaparece porque se convierte en energía que es irradiada.

La energía representada por esta discrepancia de masa se llama energía de ligadura

Considérese por ejemplo un núcleo del helio de 2 protones y 2 neutrones:

1 protón 1,00758 Unidades de masa

1 protón 1,00758 Unidades de masa

1 neutrón 1,00893 Unidades de masa

1 neutrón 1,00893 Unidades de masa

______________ _____________

Total 4 partículas 4,03302 Unidades de masa

Núcleo de Helio 4,00280 Unidades de masa

_____________

0,03022 Déficit de unidades de masa que se convierte en energía cuando se forma el núcleo.

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En 1905Albert Einstein expreso la equivalencia de la masa y la energía

por la famosa ecuación.

E = mc2

E = es la energía en ergios

m = es la masa en gramos

c = es la velocidad de la luz en cm. / segundo 

GASES – LIQUIDOS Y SÓLIDOS.- En la superficie de la tierra y cerca

de ella, los átomos se combinan para formar gases, líquidos y sólidos.

En el sólido cristalino, los átomos tienen una disposición ordenada. La sal común la Halita Cl Na. Por ejemplo este compuesto sodio y cloro siempre en la relación de uno a uno, formando la estructura cristalina de un cubo.

El cuarzo Si O2 tienen una estructura cristalina de un hexagonal, ósea para cada

átomo de silicio hay dos átomos de oxigeno.

“La geología estructural se interesa principalmente en las propiedades mecánicas de la rocas con que trata y no en el origen de esta”.

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Principios mecánicos y propiedades de las rocas  FUERZA Y ACELERACION.- La fuerza es una magnitud vectorial que

tiende a producir un cambio en el movimiento de un cuerpo. Una fuerza

se define por su magnitud y dirección en consecuencia, se puede expresar

por una flecha cuya longitud es proporción a la magnitud de la fuerza y la

dirección es aquella en la cual actúa la fuerza.

FUERZA NO EQUILIBRADA.- Es la que causa un cambio en el

movimiento de un cuerpo. 

LA ACELERACION.- Es la medida de la variación de la velocidad. Si una movilidad parte del reposo y adquiere una velocidad de 60 Km. por hora después de 10 minutos. La aceleración será 6.2 kilómetros por hora. 

FUERZA EQUILIBRADA.- Es aquella donde no se produce cambio en el movimiento, por ejemplo, si un hombre empuja una pared que no puedo mover, esta ejerce una fuerza igual y opuesta a la del hombre.

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COMPOSICION Y RESOLUCION DE FUERZAS.- Una fuerza puede ser representada por un vector es decir una línea orientada en la dirección en la cual la fuerza actúa y cuya longitud es proporcional a la intensidad de la fuerza.

A C

X o B

Por ejemplo, tenemos que dos o más fuerzas pueden actuar sobre un punto en diferentes direcciones como ocurre en la Fig. donde 0A

= 10 kilogramos y 0B=14 kilogramos que actúan en o el mismo resultado sería producido en 0C, o sea sería la resultante de las fuerzas en cuestión.

FORMULA

R = (0A)2 + (0B)2

R = ( 10)2 + (14)2

R = 17.20 Kg.

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RESOLUCION DE FUERZAS EN TRES DIMENSIONES.-

  

En la Fig. la fuerza inclinada 0W está en el plano vertical 0ZVW. Esta fuerza

se puede resolver, en dos componentes uno de los cuales es 0Z es vertical, el

objetivo 0V está en el plano horizontal 0XVY. La componente 0V puede ser

resultado en 0X y 0Y que están el plano horizontal y que con perpendiculares

entre si. X V

 

0 Y

W

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PRESIÓN LITOSTATICA O DE CONFINAMIENTO.- La presión sobre

un cuerpo plano sumergido en un liquido se describe como presión

Hidrostática.

Las rocas de la litosfera, deben al peso de las que están encima de

ella, están sujetas a una clase de presión similar pero no idéntica.

La presión uniforme sobre sólidos dirigida en todos los sentidos se llama

presión de confinamiento.

FUERZAS DIFERENCIALES.-  

FUERZAS DE TENSION.- Un cuerpo está bajo las fuerzas de tensión

cuando está sujeto a fuerza externas que tienden a dividirlo a una roca

cualquiera.

Está representada por dos flechas en una misma recta que actúan en

direcciones opuestas, las flechas representan las fuerzas, mientras que

el cuadrado representa un bloque cualquiera de roca.

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FUERZAS DE COMPRESIÓN.- La fuerzas de compresión están sujetas a fuerzas externas que tienden a comprimirlo a una roca cualquiera.

 

 

 

 

Está representada por dos flechas que están sobre una misma recta que

Apuntan la una a la otra.

LAS FUERZAS DE CUPLA.- Consisten en dos fuerzas iguales que actúan en direcciones opuestas sobre el mismo plano, pero no a lo largo de la misma recta, no están sobre la misma recta y apunta en direcciones opuestas.

 

  

TORSIÓN.- Son dos fuerzas en los extremos de una barra cilíndrica que estas se tuercen en direcciones opuestas produciendo un retorcimiento.

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ESFUERZO.- Si tenemos una columna vertical de roca. En toda su extensión imaginamos un plano horizontal a la roca que ejerce un empuje hacia abajo debido a su peso; de igual manera la superficie debajo de la columna.

Esta acción y reacción mutua a lo largo de una superficie constituye un

esfuerzo

CÁLCULO DE ESFUERZO.- No hay manera de medir el esfuerzo en un

cuerpo, pero si las fuerzas externas se conocen, se puede calcular.

Datos: P

L = 10 cm.

P = 5000 Kg. Fuerza compresiva

Sup. = 10*10 = 100 cm2

P = p = 5000 = 50 Kg / cm2

A 100

Soporta 50 Kg. En cada plano. 10 cm.

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DEFORMACION.- Todo esfuerzo causa deformación. Esta puede ser

dilatación que es un cambio de volumen; distorsión que es un cambio

de forma, o también ambas cosas es decir forma y volumen.

 

Cuando existe un cambio en la presión de confinamiento, un cuerpo

isótropo, es decir un cuerpo cuyas propiedades mecánicas son iguales

en todas sus direcciones, varían de volumen, pero no será deformada.

ETAPAS DE DEFORMACION.- Un determinado cuerpo al ser sometido

a un esfuerzo de acuerdo a sus propiedades pasa por etapas de deformación que son generalmente tres:

 

ETAPA ELASTICA.- Que consiste en un retorno a su forma y tamaño de origen, cuando cesa el esfuerzo.

Hay siempre un esfuerzo extremo, llamado Limite de Elasticidad, cuando este límite es excedido el cuerpo ya no retorna a su estado original.

Debajo del límite de elasticidad, la deformación obedece a la ley de Hooke, que dice “que la deformación es proporcional al esfuerzo”.

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ETAPA PLASTICA.- La segunda etapa de deformación de los cuerpos

rocosos,

es la plástica, donde un cuerpo retorna, sólo parcialmente a su estado

original, se produce cuando excede el límite de elasticidad.

RUPTURA.- Cuando existe un incremento en la etapa final plástica todo

un cuerpo es incapaz de soportar dicho incremento por lo tanto cede por

ruptura; cuando el esfuerzo sigue aumentando a través de esos planos de

ruptura puede producir fenómenos de cizallamiento; por lo tanto

distinguimos dos tipos de sustancias.

SUSTANCIAS FRAGILES.- Son aquellas, que sufren una ruptura antes de

que tenga lugar ninguna deformación plástica.

 

SUSTANCIAS DUCTILES.- Son aquellas que tienen un largo intervalo

entre el límite de elasticidad y la ruptura.

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DIAGRAMA DE ESFUERZO Y DEFORMACIÓN

En problemas de ingeniería, la relación existente, entre esfuerzo y

deformación, se expresa comúnmente en un gráfico conocido como el

Diagrama de Esfuerzo y Deformación.

por tracción por compresión

Δ l

lo Δl lo

l1

l1

l1 convexo

cóncavo

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DIAGRAMA DE DEFORMACION

Esfuerzo en

Kg./cm2

4000

3000 Etapa plástica

2000 ruptura

limite de elasticidad

1000 ruptura

500 sustancias

dúctiles

1 2 3 4 5 sustancias

frágiles

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RESISTENCIADenominada a veces resistencia a la ruptura, se define como la fuerza por unidad de área

necesaria para causar ruptura, a la temperatura ambiente y a la presión de la atmósfera, en experimentos a corta duración. Bajo tales condiciones la mayoría de las rocas son sustancias frágiles y consecuentemente hay poca o ninguna deformación plástica antes de la ruptura.

RESISTENCIA A LA RUPTURA DE ROCAS . En Kg./cm2

 

 

ROCA COMPRESION PROMEDIO VARIACION Granito 1480 370 – 3790 Sienita 1960 1000 – 3440 Diorita 1960 960 – 2600 Gabro 1800 460 – 4700 Felsita 2450 2000 – 2900 Basalto 2750 2000 – 3500 Arenisca 740 110 – 2520 Caliza 960 60 – 3600 Pizarra 1480 600 – 3130 Cuarcita 2020 260 – 3200 Marmol 1020 310 – 2620 Gneis 1560 810 - 3270

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FACTORES QUE CONTROLAN EL COMPORTAMIENTO DE

MATERIALES

PRESIÓN DE CONFINAMIENTO.

Es de interés principalmente de las propiedades físicas de los materiales

a la presión atmosférica y a las temperaturas de la superficie.

 

Los factores importantes para el estudio estructural, son la presión de

confinamiento, la temperatura, el tiempo y las soluciones mineralizantes.

TEMPERATURA

Los cambios de temperatura modifican la resistencia de las rocas. 

El acero caliente por ejemplo sufre deformación plástica mucho más fácilmente que en frió.

TIEMPO FATIGA Y REPTACIÓN

Los esfuerzos que pueden aplicar unas pocas veces sin causar ruptura, sin

embargo si se repiten muchas veces producirán ruptura.

 

El límite de resistencia conocido también como límite de fatiga, se define como el esfuerzo limite por debajo del cual la muestra puede soportar sin fracturarse.

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La Reptación, se refiere a la lenta deformación, producida por pequeños efuerzos actuando sobre largos periodos de tiempo; generalmente el término se restringe a la deformación resultante de esfuerzos debajo del límite de elasticidad.

 

SOLUCIONES, Los estudios diferentes han llegado a la conclusión desde hace muchos años, que gran parte de la deformación de las rocas tiene lugar, mientras existan en los poros soluciones capaces de reaccionar químicamente con las rocas.

Esto es notable en las rocas metamórficas, en las cuales se producen una recristalización extensa y completa.

Las soluciones disuelven minerales y precipitan otros nuevos.

ANISOTROPIA E INHOMOGENEIDAD 

La mayoría de los ensayos en los laboratorios de resistencia de materiales se efectuaron sobre materiales isótropos, es decir sobre rocas, cuyas propiedades mecánicas uniformes en todas sus direcciones.

Las rocas que muestran estratificación bandeada o foliada, no son isótropos.

La resistencia de las rocas depende de la orientación de las fuerzas aplicadas a la estructura planar de las mismas.

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MECÁNICA DE LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA

 

La deformación plástica de los sólidos es un tema de mayor importancia

en geología estructural.

 

¿Qué sucede exactamente dentro de las rocas para permitir tal cambio de forma?

 

Estos procesos se pueden clasificar en movimientos intergranulares, movimientos intragranulares y recistalización.

MOVIMIENTOS INTERGRANULARES

Los movimientos intergranulares implican desplazamiento entre sus granos individuales.

Las rocas ígneas intrusivas, están generalmente compuestas de minerales tales como, el cuarzo, feldespato, micas y hornblenda.

La arenisca, consiste en granos redondeados, generalmente de cuarzo y

cementados entre si.

Las calizas, están compuestas de pequeños cristales de calcita trabados entre si.

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Cada grano se puede mover y rotar en relación con sus vecinos.

MOVIMIENTOS INTRAGRANULARES 

Estos movimientos son muy importantes en la deformación plástica de metales.

Los desplazamientos se producen enteramente dentro de los cristales individuales y el movimiento tiene lugar a lo largo de los planos de deslizamiento.

 

La estructura atómica controla la posición y el número de los planos de deslizamiento. En consecuencia, estos están relacionados con la simetría del mineral.

El deslizamiento es de dos tipos; deslizamiento por traslación y deslizamiento por maclado.

RECRISTALIZACIÓN 

Es otro de los mecanismos que ayudan a la deformación plástica.

Las rocas pueden cristalizar sin ningún cambio de forma, como lo demuestran las

calizas trocadas en mármol cerca de las intrusiones ígneas.

Bajo condiciones de presión diferencial, sin embargo la solución y la

recristalización puede obrar de tal manera que la roca se acorta en una dirección y se alarga en otra.

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DEFORMACIÓN EN LA CAPA EXTERIOR DE LA TIERRA

 

Las rocas de la capa exterior de la tierra son afectadas por tres tipos principales de deformación:

a)Elástica b) Plastica c) Ruptura

Los esfuerzos ocasionados por las mareas, y el pasaje de las ondas sísmicas, causan deformación elástica.

La deformación plástica está comprendida en el plegamiento; en el desarrollo del clivaje.

 

Bajo la influencia de la gravedad o de fuerzas tectónicas, la sal de roca puede moverse como un cuerpo plástico para formar los domos de sal.

 

En la formación de diaclasas, fallas y algunas variedades de clivaje, interviene la ruptura. En algunos casos las paredes de roca, se deslizan visiblemente unas contra otras, para formar fallas, pero si no existe movimiento diferencial evidente, las fracturas se llaman diaclasas o clivajes

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Capítulo III DEFORMACION DE LA CORTEZA TERRESTRE

DESCRIPCION DE PLIEGUESINTRODUCCION

La corteza terrestre está cambiando continuamente, por efectos de la erosión y de la actividad ígnea, pero el terreno removido por la erosión ha sido reemplazada en mayor escala por la deformación que por el depósito durante las etapas de erupción a través de los volcanes o de fisuras.

RASGOS SUPERFICIALES GENERALES

Los grandes movimientos de la corteza terrestre, han sido originados los continentes y partes continentales de la corteza terrestre, han venido deformándose de modo continuo a través del tiempo geológico de acuerdo con la historia que puede “leerse” en las rocas.

“La raza del hombre perecerá, pero los ojos de los trilobites son eternos

en la roca y en medio de su sorpresa parecen asombrase de los grandes

cambios, que, sin embargo, han atestiguado” .

T. A. CONRAD

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CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES

Las planicies, las mesetas y las cadenas montañosas, son rasgos prominentes de la superficie de la tierra, producidos por la deformación de la corteza.

Las rocas que tienen tales rasgos, poseen ciertas características estructurales llamadas pliegues, fallas, juntas y discordancias.

Para describir, la posición de los rasgos estructurales, es conveniente utilizar términos especiales: buzamiento y rumbo, que pueden atribuir más fácilmente a las rocas estratificadas.

POSICIÓN DE LOS ESTRATOS

BUZAMIENTO 

Es al ángulo que forma el eje de una masa de roca plegada, con relación a un

plano horizontal. La inclinación de una capa, veta, falla medida desde la horizontal, perpendicular al rumbo. Es el ángulo formado entre la estratificación y un plano horizontal, que se mide en un plano vertical.

RUMBO

Es la dirección de una línea que se forma por la intersección de la superficie de una roca con un plano horizontal. El rumbo siempre tendrá que ser perpendicular a la dirección del buzamiento. Es la dirección de una línea horizontal en el plano de una capa, veta y falla, de un yacimiento mineralógico.

 

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PLIEGUES.-

Los pliegues son simplemente

“arrugas”, ondulaciones que se

N producen en las rocas, mientras

se hallan en estado plástico y pueden

tener desde unos cuantos decímetros

47º hasta centenares de kilómetros de extensión.

En las tierras bajas y en las planicies, las capas de rocas sedimentarias, han sido ligeramente inclinadas por distancias de cientos de kilómetros formando monoclinales.

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EL EJE, es una línea que une los puntos donde el pliegue es más agudo.

PLANO AXIAL, contiene al eje y divide al pliegue lo más simétricamente

posible. La posición del plano axial está definida por su rumbo y

buzamiento.

El ángulo entre el eje y el horizonte se llama ángulo de buzamiento.

FLANCOS O LIMBOS, Son los lados del pliegue.

TIPOS DE PLIEGUES

PLIEGUES MONOCLINALES

Son aquellos que se presentan en áreas de meseta donde la

estratificación es subhorizontal.

PLIEGUES HOMOCLINALES

Son referidos a estratos se inclinan en una sola dirección con un ángulo

uniforme, aconsejable usar esta terminología en zonas relativamente

locales.

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PLIEGUES CERRADOS-APRETADOS

Se dice que los pliegues son apretados aquellos que se forman como efecto, capaz de producir un flujo de estratos más plásticos que otros disminuyendo su espesor.

 

En los pliegues cerrados se manifiestan con más intensidad las propiedades plásticas, cuyos espesores se resumen a una especie de láminas.

 

TERRAZAS ESTRUCTURALES

Son las que se forman en áreas donde estratos inclinados localmente tienen una posición horizontal.

 

PLIEGUES ABIERTOS

Que se forman en estratos de propiedades plásticas inferiores cuyos espesores se mantienes casi constantes ósea no ha existido el flujo de la roca plástica en la deformación, en proporciones mayores.

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PLIEGUES DE ARRASTRE

Son pequeñas estructuras geológicas que se forman cuando un estrato competente se desliza contra estratos incompetentes pudiendo deformarse.

PLIEGUES SIMÉTRICO

Plano axial vertical (P.A.); los flancos buzan ó se inclinan con ángulos iguales de direcciones opuestas con igual ángulo.

 

PLIEGUES ASIMÉTRICO

El plano axial está inclinado y los flancos buzan en direcciones opuestas a diferentes ángulos; con ángulos diferentes.

 

PLIEGUE RECOSTADO

El plano axial está inclinado, los flancos buzan en la misma dirección normalmente con ángulos diferentes.

 

PLIEGUE RECUMBENTE

El plano axial esta horizontal.

•  

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BUZAMIENTO DE LOS PLIEGUES

La posición de los ejes de los pliegues es muy importante principalmente en una proyección tridimensional por cuantos estos ejes puedan tomar cualquier posición, lo que se determina finalmente, primero por el rumbo en su proyección horizontal y segundo por el buzamiento del ángulo correspondiente siempre referidos con respecto al norte.

 

Desde el punto de vista de su buzamiento tenemos los pliegues no buzantes y buzantes.

 

PLIEGUES NO BUZANTES

Aquellos estratos de los cuyos limbos opuestos tiene rumbos paralelos, es decir no convergen en ningún punto.

 

PLIEGUES BUZANTES

Aquellos cuyos estratos de limbos opuestos convergen, formando sobre un mapa trazos en sig . sag.

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JUNTAS

El rasgo más común de las rocas expuestas en la superficie, la junta es simplemente una rotura en una masa de roca que no muestra ningún movimiento relativo a través de la fracturada a lo largo de la rotura.

DISCORDANCIAS

Se refiere a superficie de erosión sepultada que separan rocas jóvenes de otras más antiguas. Algunas discordancias representan interrupciones de unos cuantos a miles de años

FALLAS

Los movimientos de la corteza terrestre que crean los pliegues son tan lentos que pueden ajustar a ellos sin ruptura de las masas de roca.

 

Pero cuando los movimientos de la corteza son de tal naturaleza que fractura una masa de roca y desplaza las secciones separadas, se produce un rasgo estructural llamando falla.

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NOMENCLATURA DE LOS PLIEGUES

 

ANTICLINAL

Son pliegues convexos hacia arriba que se caracterizan y presentar la formación más antigua en el núcleo y la formación más joven en la parte superior.

 

Los anticlinales adoptan diferentes formas.

SINCLINAL

Los sinclinales son pliegues cóncavos hacia arriba caracterizados por presentar en la parte cóncava, la roca joven y la más antigua en la parte convexa o inferior.

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Anticlinal 

 

 

 

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CAPITULO IV

ESTUDIO DE CAMPO

 

REPRESENTACIÓN DE PLIEGUES

El estudio de los pliegues comprende la forma como se les debe representar en los mapas, en base a datos, los que se puede obtener de fotografías, áreas, algunos bosquejos, mapas preliminares, etc., y se utilizará haciendo el uso del rumbo y buzamiento, que en función de estos datos se obtendrá una interpretación correcta de una estructura plegada en proyección horizontal como vertical.

SECCIONES ESTRUCTURALES

Las cuales están basadas en datos geológicos con dirección y buzamiento, lo cual permite elaborar cortes y perfiles, que resultan las denominadas secciones estructurales.

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TOPOGRAFÍALa topografía es con frecuencia útil en el estudio de los pliegues. en horizontes densamente arbolados o muy meteorizados, es posible seguir horizontes, guías, por largas distancias mediante la topografía.

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ALGUNOS CONCEPTOS

Para realizar cortes geológicos estructurales.

 

CÓNCAVO

En todo sentido se llama cuenca.

 

DOMO

Es un levantamiento anticlinal que no tiene un rumbo definido.

 

CUENCA

Es una depresión sinclinal que no tiene un rumbo definido.

 

ANTICLINORIO

Se denomina a un anticlinal grande que está compuesto por muchos

pliegues menores. Este debe ser un pliegue grande de la magnitud de

una o más de una cadena de montañas, con varios kilómetros de ancho. 

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SINCLINORIO

Significa un gran sinclinal compuesto por muchos pliegues más pequeños.

GEOSINCLINAL

Es una gran cuenca en la cual se han acumulado miles de toneladas de metros de sedimentos.

 

GEANTICLINAL

Es lo contrario del geosinclinal siendo un área de la cual provienen los sedimentos.

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CAPÍTULO V

MECÁNICA DE PLEGAMIENTO 

INTRODUCCIÓN

Se produce como consecuencia de la plasticidad en las áreas, un

análisis completo se considera mediante la mecánica, en base de

experimentos. Como ejemplos tenemos las flexuras, los pliegues de

flujo, los pliegues de cizalla pliegues por causa de movimientos

verticales. convexo superficie de no adelgazado

de no deformación

engrosado

cóncavo

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PLIEGUES DE CIZALLA

Significan la formación de pliegues de magnitudes pequeños como consecuencia de esfuerzos compresivos, significa la formación de fracturas en forma perpendicular a las capas estratificas, desplazándose con diferentes magnitudes y así formar algunos tipos de pliegues.

LA RUPTURA

Cuando los materiales son sometidos a esfuerzos de deformación o tensional, o pasan la etapa de la plasticidad, entonces existe la ruptura.

 

Las fracturas son rupturas en las rocas que pueden ser fracturas de cizalla y fracturas de tensión.

 

Las fracturas de cizalla se asignan como consecuencia de esfuerzos compresivos. Las fracturas tensiónales, son aquellos que se confirman como consecuencia de esfuerzos tensiónales que tratan de alargar los materiales.

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Todas las rupturas, se pueden clasificar como:

 

Fracturas de tensión.

Fracturas de cizalla.

 

Las fracturas de tensión resultan de fuerzas que tienden a estirar la muestra, cuando la muestra que finalmente se rompe dando lugar a que las paredes puedan moverse alejándose la una de la otra.

 

Las fracturas de cizalla resultan de fuerzas que tienden a deslizase una parte de la roca contra la parte adyacente, cuando la muestra finalmente se rompe, las dos paredes pueden deslizarse la una contra la otra.

 

Es de suma importancia distinguir entre el carácter de la fuerza externa y el tipo de fractura.

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Las fracturas de tensión pueden resultar no solamente por tensión como también por cuplas y aún por compresión; como se verá después al dar un nombre especial a las fracturas de tensión formadas por compresión.

Las fracturas de cizalla se pueden desarrollar no solamente bajo compresión, sino por cuplas y por tensión.

DATOS EXPERIMENTALES

TENSIÓN

En las fuerzas de tensión se tira en direcciones opuestos de los extremos de una barra después de reducirse la deformación elástica y la deformación plástica la muestra cede por ruptura.

Figura B

Figura C

Figura A

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Depende esta situación la fragilidad del material Fig. A. 

En sustancias más dúctiles, la ruptura puede ser precedida por un estrangulamiento, es decir, la parte central de la barra se estrecha más que los extremos fig. B, en la cual se desarrolla una superficie cónica y cuando se produce finalmente la ruptura se separa formando una protuberancia cónica.

En algunos materiales la superficie es una combinación de fractura de cizalla y de fractura de tensión fig. C.

Las fracturas de tensión deben formarse perpendicularmente a las fuerzas tensiónales.

ESFUERZO DE COMPRESIÓN

Para realizar este experimento la muestra generalmente es un cilindro o un prisma cuadrado, la cual es sometida a una fuerza compresiva a sus dos extremos opuestos y los costados quedan libres para expandirse.

Si el bloque es un prisma cuadrado, no confinado en los laterales desarrollan cuatro juegos de fracturas de cizalla en la fig. A, los planos ABCD, EFG, HIJ y KLMN, son los 4 planos paralelos a las cuales se forman las fracturas.

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El ángulo que bisecta la fuerza comprensiva, ángulo KOM de la fig. B tiene siempre menos de 90° generalmente alrededor de 60°, es decir el ángulo entre la fuerza compresiva y las fracturas de cizalla alrededor de 30 grados.

P

A E B

K M

K L n

I D

H 30º

B F J o

C

G

N M

B`

P`

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FRACTURAS DE EXTENSIÓN

Las fracturas formadas paralelamente a los costados del prisma se denominan estructuras de extensión fig. C.

FRACTURAS DE RELAJACIÓN

Son aquellas fracturas formadas por fuerzas comprensivas, perpendiculares al eje de compresión fig. D.

Fracturas Fracturas de

Extensión de Relajación

Fig. C Fig. D

Fracturas de extensión y relajación debidas a esfuerzo, compresión.

Las flechas indican las fuerzas compresivas.

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C: Fracturas de extensión, forman paralelamente a los costados del prisma, es decir paralelas al eje de compresión.

 

D: Fracturas de relajación, se forman paralelamente al tope del prisma, perpendiculares al eje de compresión.

RELACIÓN ENTRE RUPTURA Y ESFUERZO

ELIPSOIDE DE ESFUERZOS

Ya hemos tratado experimentalmente precedentes sobre la orientación de “fracturas” bajo varias condiciones de deformación. El mismo problema se le puede tratar ahora desde un punto de vista más general y teórico.

 

Los esfuerzos que actúan en un punto se pueden referir a tres ejes mutuamente perpendiculares conocidos como los ejes de esfuerzo principal, así en la figura.

 

P: Es el eje de esfuerzo principal máximo.

Q: Es el eje de esfuerzo principal intermedio

R: Es el eje de esfuerzo principal mínimo.

Page 54: Glg Estructural

Las tres líneas son los ejes del elipsoide de esfuerzos, según los siguientes parámetros.

 

Los tres esfuerzos principales pueden compresivos.

Los tres pueden ser tensiónales.

Dos pueden ser compresivos y uno tensional.

Uno puede ser compresivo y dos tensiónales.

 

En geología estructural el esfuerzo de compresión (presión) se considera generalmente como positivo mientras que el esfuerzo de un tensional se considera como negativa.

Page 55: Glg Estructural

Elipsoide de Esfuerzo y Ruptura.

 

A: Elipsoide de esfuerzos.

B: Esfuerzo normal n esfuerzo de cizalla r, causados por presión (P).

C: Planos de máximo esfuerzo de cizalla (SS’ y S’’ S’’’) y planos de ruptura FF’ y F’’ F’’’.

P P

p n F F”

M S S”

r R R`

R Q R` Fig. B N

S”’ S`

Fig. A F”’ F’

P’

P` Fig. C

Page 56: Glg Estructural

En la fig. B la línea MN representa cualquier plano sujeto a los esfuerzos, a lo largo de este plano existirá un esfuerzo de cizalla r y un esfuerzo normal n.

  En la fig. C, P y R son comprensivos, el efecto del esfuerzo normal es

comprimido el material sobre los lados opuestos del plano.

Estos planos pasan por el eje de esfuerzo principal intermedio y forman ángulos

del 45°, los ejes de esfuerzo principal máximo y mínimo son SS’ y S’’ S’’’ de la figura C.

  Sin embargo los trabajos experimentales muestran que las fracturas de cizalla

están inclinadas solo unos 30° con respecto al eje de esfuerzo principal máximo.

  Esperamos en consecuencia que los planos de fracturas estuvieran en algún

lugar entre los planos de esfuerzo de cizalla máximos (SS’ y S’’ S’’’ y P) .

  Es decir las fracturas de cizalla serán paralelas a los planos representados por

FF’ y F’’ F’’’.

Page 57: Glg Estructural

RELACIÓN ENTRE RUPTURA Y DEFORMACIÓN

ELIPSOIDE DE DEFORMACIÓN

Una forma conveniente de visualizar la deformación es suponer el cambio de forma de una esfera imaginaria en las rocas. Por ejemplo imaginar una esfera en un cubo del granito. Si el granito fuera comprimido desde el tope y la base, la esfera imaginaria se deformaría en un esferoide achatado, cuyo eje je menor sería vertical.

 

El sólido más general resultante de la deformación de una esfera es un elipsoide, esta figura imaginaria se llama elipsoide de deformación.

 

El eje mayor , del elipsoide se denomina eje máximo de deformación.

El intermedio, es el eje intermedio de deformación.

 

El menor , es el eje mínimo de deformación.

Page 58: Glg Estructural

B A` Eje Máximo

C Eje Mínimo

B B`

B` Eje Intermedio A

C`

A A A`

C B

Fracturas de Tensión Fracturas de Tensión

paralelas al Eje Intermedio B – B’

B: Las fracturas de tensión se forman perpendicularmente al eje máximo de deformación.

C : Todo elipsoide tiene dos secciones circulares que se interceptan.

A : En el eje intermedio BB’.

En el Elipsoide de deformación A – A-A es el eje máximo de deformación; BB’ es el eje intermedio de deformación; CC’ es el eje mínimo de deformación.

Page 59: Glg Estructural

CAPÍTULO VI

DIACLASAS 

CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES

Son estructuras geológicas referidas a fracturas que se han producido en las rocas como consecuencia de esfuerzos aplicados a esta, por lo tanto las diaclasas se definen como superficie de fracturamiento donde no ha existido un movimiento de los bloques divididos por fracturas. Son superficies que separan bloques en dos o más partes.

 

Las diaclasas también determinan su posición en función del Rumbo y buzamiento.

DIACLASAS DE TENSIÓN

Se forman perpendicularmente a fuerzas que tienden a separar las rocas.

Page 60: Glg Estructural

J M E

G H

S Q

A T K N P F B

U L R I

O

C D

Clasificación geométrica de diaclasas. - La banda negra representa la estratificación ABCD ; GHI diaclasas de inclinación ;BDEF y MNO son diaclasa de rumbo; JKL es una diaclasa de estratificación; STU - QPR son diaclasas diagonales.

Page 61: Glg Estructural

DIACLASAS DE CIZALLA

Que se deben a fuerzas que tienden a deslizar una parte de la roca contra la otra adyacente.

  

Posición de diaclasas. El plano ABCD representa una diaclasa vertical de rumbo E - W.

El plano GHIJ representa una diaclasa de rumbo norte-sud que se indica 50° al este.

G E

J F

A H B

C I D

Page 62: Glg Estructural

CLASIFICACIÓN DE DIACLASAS

Tenemos una clasificación A y B.

  Corresponden a una estructura mayor:  o Diaclasas de Rumboo Diaclasas de Inclinacióno Diaclasas de Diagonaleso Diaclasas de estratificación-lineacióno Corresponde respecto al norte de orientación.

DIACLASAS DE RUMBO

Son diaclasas que tienen un rumbo paralelo al estrato o estructura mayor paralelo al rumbo de la estratificación de una roca sedimentaria.

  N

  30º

   78º

BDEF •  

Page 63: Glg Estructural

DIACLASAS DE INCLINACIÓN

Son aquellas diaclasas que tiene un rumbo paralelo al buzamiento de la estructura mayor.

  45º

 

  90º vertical

ABCD y GHI

DIACLASAS DIAGONALES

Que están entre el rumbo y la dirección de la inclinación de estructura mayor.

  35º

78º

  

 

PQR y STU

Page 64: Glg Estructural

DIACLASAS DE ESTRATIFICACIÓN-LINEACIÓN

Son estructuras que tienen el mismo Rumbo y el mismo buzamiento que la estructura mayor.

  45º

  45º

JKL  

MAPEO DE CAMPO

En el lugar de trabajo se obtienen datos de dirección y buzamiento de las diferentes diaclasas, y luego se deberá ubicar en el plano respectivo, correspondiente al lugar de mapeo.

 

Observando si estas fracturas son cerradas o abiertas y el material que los rellena.

 

Existen agrupaciones de diferentes tipos de diaclasa y se utilizan los siguientes términos:

 

Page 65: Glg Estructural

1° JUEGO

Se denomina juegos de diaclasas a la agrupación, tomando como referencia el rumbo más o menos paralelas entre sí, considerando su dirección.

 

2° SISTEMA

Es la agrupación de diaclasas compuestas de dos o más juegos y finalmente cualquier grupo de diaclasas con un diseño característico.

 

DIAGRAMAS

Después de realizar el mapeo; se continua el trabajo en gabinete para interpretar los datos correspondientes; para ello se han ideado diagramas, más o menos utilizados en la materia de cristalografía; ello significa encontrar la proyección de cada una de las diaclasas en el hemisferio de una esfera.

RUMBO.- Es la dirección de una línea horizontal en el plano de la falla.

BUZAMIENTO.- Es la inclinación; es el ángulo entre una superficie horizontal y el plano de la falla, se mide en el plano vertical cuyo rumbo es perpendicular a la falla.

 

Page 66: Glg Estructural

GEOLOGIA ESTRUCTURALING. WALTER LARRAZABAL RODRIGUEZ

DIAGRAMARUMBO.- Es la dirección de una líneaHorizontal en el plano de la falla.BUZAMIENTO.- Es la inclinación, es el ángulo entre un superficie horizontal y el plano de la falla, se mide en el plano vertical , cuyo rumbo es perpendicular la Falla.

DATOS DE MAPEO

1 Diaclasa vertical2-2` Rumbo Norte , Diaclasa vertical3 –3` Runbo E-W , Diaclasa vertical4 Rumbo N 45º W, Diaclasa vertical5 Rumbo Este Inclinacion 45º6 A Rumbo N 50º W, Buzamiento 50º NE6 B Rumbo N 10º W, Buzamiento 30º SW 7 A Rumbo N 45º E, Buzamiento 50º SE7 B Rumbo N 60º E, Buzamiento 70º NW8 Rumbo N 35º E, Buzamiento 20º SE

Page 67: Glg Estructural

CAPÍTULO VII

FALLAS DEFINICIÓN

Se define como fallas a las rupturas que se producen en las rocas de la corteza terrestre, separando a los mismos en los bloques, mediante un plano de deslizamiento, como consecuencia de esfuerzos de tipo

comprensivo tensional o de cizalla.

35º

Falla

Piso Bz. Piso h Techo

Techo

55ª

Page 68: Glg Estructural

Cuando se habla de estructuras de falla se consideran dos elementos fundamentales.

 

El Rumbo y el Buzamiento dan una falla se mide de la misma manera que en la estratificación o en las diaclasas.

 

1° El bloque que recibe el nombre de techo.

2° El bloque que recibe el nombre de piso.

 

TECHO

Es aquel bloque que se encuentra por encima de la línea de falla.

  

PISO

Es aquel bloque que se encuentra por debajo de la línea de falla.

Las fallas al igual que todas las estructuras geológicas están definidas por el rumbo y el buzamiento.

Page 69: Glg Estructural

MOVIMIENTOS QUE SE PRODUCEN EN LAS FALLAS

Fundamentalmente existen 3 tipos de movimientos.

1° Movimientos de translación

2° Movimientos de rotación

3° Movimientos de carácter relativo

 

MOVIMIENTOS DE TRANSLACIÓN

Son aquellos movimientos que significan la translación de elementos en una falla, a través de un trazo paralelo uno con respecto a otro.

b c b c

d

a’. c’ d a . c’

. a . a’

fig. A fig. B

En la figura los puntos a y a’, que eran contiguas antes de la falla, han sido separados por esta. El bloque de la derecha se ha movido directamente hacia abajo a lo largo de la inclinación de la falla en relación con el bloque de la izquierda. Las líneas bc y c’d que eran paralelas antes de la falla, son también paralelas después.

Page 70: Glg Estructural

En la figura, el bloque de la derecha se ha movido diagonalmente hacia abajo las líneas b y c’d paralelas entre si antes de la falla son también paralelas después

 

MOVIMIENTO DE ROTACIÓN

Son aquellos movimientos en los cuales además de existir una translación de puntos o elementos ha existido una rotación, por lo tanto no existe trazos paralelos después de haberse formado la falla. c’ c

d d

b’

Piso b

Techo

fig. D fig. c

MOVIMIENTO RELATIVO

Es aquel movimiento en el cual no se puede precisar con cierta exactitud cual de los bloques realmente se ha movido de ahí que los estudios de los movimientos, es de carácter relativo.

Page 71: Glg Estructural

DESPLAZAMIENTO No es más que el movimiento de elementos que inicialmente formaban uno solo que

posteriormente como consecuencia de la falla se encuentran en otra posición se conoce 3 tipos fundamentales de desplazamiento.

DESPLAZAMIENTO NETO

Es la componente a-b perpendicular al rumbo del bloque. 

Es el movimiento total, es la distancia medida sobre la superficie de la falla.

 

a c • b a b

Piso Techo A C

C, es el desplazamiento neto a b forma un ángulo de 55° con una línea horizontal en el plano de la falla. Es correcto indicar que el piso ha subido con relación al techo. 

DESPLAZAMIENTO DE RUMBO

Es la componente, de este desplazamiento a c en forma paralela al Rumbo de la falla.

 

DESPLAZAMIENTO DE BUZAMIENTO

Es la componente en forma paralela al plano de inclinación de la falla, paralela al buzamiento.

Page 72: Glg Estructural

Desplazamiento Neto

Desplazamiento de Inclinación

Desplazamiento de Rumbo b

A.- ab = Desplazamiento Neto a

= Desplazamiento de Inclinación

El desplazamiento de Rumbo es cero B

B.- ab= Desplazamiento Neto

= Desplazamiento de Rumbo

El desplazamiento de Inclinación es cero

C.- ab = Desplazamiento Neto b

cb = Desplazamiento de Inclinación D

ac = Desplazamiento de Rumbo a

D.- ab = Desplazamiento Neto

ab = Desplazamiento de Inclinación

El desplazamiento de Rumbo es cero

E.- ab = Desplazamiento Neto E

bc = Desplazamiento de Rumbo b

ac = Desplazamiento de Inclinación c

a

Page 73: Glg Estructural

CLASIFICACIONES DE LAS FALLAS

CLASIFICACIONES GEOMÉTRICAS

BASES DE LAS CLASIFICACIONES

Las fallas como las diaclasas, se pueden clasificar sobre la base de su geometría o de su génesis, las clasificaciones geométricas son obviamente menos arriesgadas que las clasificaciones genéticas.

 

Es en parte, por esta razón, que las clasificaciones geométricas sean consideradas primero.

 

Las bases de las clasificaciones geométricas son cinco:

  1.-El rake del desplazamiento neto.

2.-La posición de la falla en relación con la posición de las rocas adyacentes.

3.-El Diseño de las fallas

4.-El ángulo de inclinación de las fallas

5.-El movimiento aparente de la falla

 

Page 74: Glg Estructural

CLASIFICACIÓN BASADA EN EL RAKE DESPLAZAMIENTO NETO

FALLAS DE DESPLAZAMIENTO DE RUMBO

Son las fallas que tienen 2 componentes el desplazamiento neto y el desplazamiento de Rumbo. El desplazamiento neto es paralelo al rumbo de la falla es decir el rumbo es igual a la dirección del desplazamiento neto y no existe componentes de desplazamiento de inclinación. El Rake del desplazamiento neto es cero. fig.1

a

b c

b 90º a b

a

1 2 3

bac = angulo rake

FALLA DE DESPLAZAMIENTO DE INCLINACIÓN

Tiene 2 componentes cuyo desplazamiento neto, es igual al de la inclinación; no existen componentes de desplazamiento de rumbo. El RAKE del desplazamiento neto es por tanto 90°. fig. 2

º

Page 75: Glg Estructural

FALLAS DE DESPLAZAMIENTO DIAGONAL

Tienen los 3 componentes; desplazamiento de Rumbo, de Inclinación y de Neto. El RAKE del desplazamiento neto es mayor que cero, pero menor de 90°. fig. 3

CLASIFICACIÓN BASADA EN EL MOVIMIENTO APARENTE

Esta clasificación geométrica se basa sobre el movimiento aparente en secciones verticales perpendiculares a la falla. En ese sentido tenemos las siguientes: 

FALLA NORMAL

Es cuando el “techo” ha descendido con respecto al “piso”, siendo el elemento activo el techo. Fig. N

FALLA INVERSA

Cuando el “techo” ha ascendido con respecto al piso“, se supone que el elemento activo ha sido el piso. Fig. I

A B

c D

N E I

Page 76: Glg Estructural

FALLAS

El movimiento 1 corresponde a una falla NORMAL

El movimiento 2 corresponde a una falla INVERSA

El movimientos 3 corresponde a falla de DIRECCION

CLASIFICACION BASADA EN MOVIMIENTOS 1 RELATIVOS

Esta clasificación está basada en la naturaleza del del movimiento relativo a lo largo de la falla.

FALLAS DE EMPUJE

2 Son aquellas fallas que se originan como consecuencia de esfuerzo de tipo compresivo, lo cual significa un ACORTAMIENTO de la superficie de la corteza terrestre.

FALLAS GRAVITACIONALES

Han sido originadas por esfuerzo tensional, en la que la parte del techo a descendido en relación con el bloque del piso, también podemos indicar el descenso de la pared colgante en relación con la 3 pared yacente, estas fallas indican alargamiento de la corteza 3 terrestre.

1

2

3

Page 77: Glg Estructural

Esfuerzo Compresivo Esfuerzo Tensional

EMPUJE GRAVITACIONALES

CRITERIOS PARA EL RECONOCIMIENTO DE FALLAS

INTRODUCCIÓN

Existen varias maneras de reconocer fallas cuando estan expuesta en un farallón, en el corte de una carretera, en un campo petrolera, una labor minera, pudiendo observarlos y tener u obtener datos precisos sobre su posición y la separación de los estratos dislocados.

En algunas casos las observaciones pueden no ser directos, pero un trabajo de mapeo cuidadoso puede tener en evidencia datos que permitan en análisis completo de la falla.

Page 78: Glg Estructural

Existen criterios para el reconocimiento de fallas considerándose los siguientes.

Discontinuidad de estructuras Repetición u omisión de estratos Rasgos característicos de los planos de la falla. Silicificación y mineralización Cambios súbitos en facies sedimentarias Datos fisiográficos

Algunos criterios de tipo regional para reconocer fallas son en base a fotografía aéreas, bajo ciertas condiciones donde se puede realizar la representación de lineamientos que son estructuras mayores, significación hasta cientos de km; en Bolivia tenemos el lineamiento de Arica-Cochabamba, también el que abarca Ubina-Tasna-Chorolque, en el margen de estos se encuentran diferentes tipos de fallas.

Page 79: Glg Estructural

DISCONTINUIDAD DE ESTRUCTURAS

Sin un grupo de estratos termina bruscamente contra estratos diferentes existe una falla.

REPETICIÓN Y OMISIÓN DE ESTRATOS

En un margen geológico de rocas sedimentarias plegadas y afectadas por fallas. En el margen se encuentra un sinclinal anticlinal, por la indicación de los buzamientos y transformaciones son progresivamente más jóvenes de a a e, sin embargo en algunos casos faltan una o más formaciones, como por ejemplo a lo largo de la línea F-F donde la formación d esta ausente y a lo largo de la línea F’ – F’ donde faltan c y d. Las líneas FF y F’F’ son trazos de fallas, no existiendo datos sobre la dirección y el buzamiento de las fallas.

Page 80: Glg Estructural

EL ARRASTRE

Es en algunos casos, una ayuda apara determinar el movimiento relativo a lo largo de la falla como se muestra en la figura. Debido a la fricción los estratos del techo son arrastrados hacia arriba en este caso particular, mientras que los estratos del piso son arrastrados hacia abajo.

 

JABONCILLO

Es un material de apariencia arcillosa al contacto del tacto, que se forma a lo largo de la falla pulverizarte hasta convertirse en granos finísimos. En realidad, el jaboncillo no difiere en forma importante de una arcilla glaciaria porque los dos son rocas pulverizadas.

 

BRECHA

Consiste en fragmentos angulares y subangulares de varios tamaño asociados, característicamente presenta una matrix más finamente triturada.

 

Page 81: Glg Estructural

 MILONITA

Es una microbrecha que mantuvo su coherencia durante la deformación, es de color negro y de grano fino y puede ser difícil de distinguir de rocas sedimentarias y volcánicas. El carácter brechoso, es generalmente visible solo en estudios microscópicos.

 

SALBANDA

Material arcilloso, suave que está presente en algunos lugares entre la veta y la roca encajónate, puede ser duro-pizarroso; o suave y plástico.

Características asociadas con fallas.

A.- Espejos de fricción con pequeños escalones asociados; las líneas del frente son raspaduras perpendiculares a ella hay pequeños “escalones” escalones.

B.-Arrastre a lo largo de una falla. en negro y con punteado se indicará estratos especiales.

Page 82: Glg Estructural

SILIFICACIÓN Y MINERALIZACIÓN

Las fallas, debidas a que son fracturas extensas o ramas de grandes fracturas son a menudo las vías de circulación de soluciones mineralizantes en movimiento. Las soluciones pueden reemplazar la roca de caja con cuarzo de grano fino causando Silificación. Este fenómeno por si mismo no es prueba de la existencia de fallas, pero en algunas localidades puede ser muy sugestivo.

CRITERIOS FISIOGRÁFICOS

La evidencia más directa sobre la existencia de fallas puede ser inhallable, particularmente si el bloque hundido esta completamente tapado por aluvio. Sin embargo alguno de los rasgos topográficos puede indicar la presencia de una falla.

GRAVEN Y HORST

Un “Graven” o “fosa tectónica” es un bloque generalmente largo comparado con su ancho que ha descendido en relación con los bloques de los costados, en la cual han actuado fuerzas de tipo tensional y gravitacional.

Forman un par de fallas de inclinación igual pero de rumbos diferentes.

Un Horst o pilar tectónica, es un bloque generalmente alargadas, que ha ascendido en relación con los bloques de los costados.

Page 83: Glg Estructural

Son un par de fallas de estructuras que forman por esfuerzos comprensivos de inclinaciones aproximadamente iguales pero de sentido contrario.

FOSA

TECTONICA

PILAR

ASCENDIDO

Page 84: Glg Estructural

CAPÍTULO VII

MECÁNICA DE FALLAMIENTO

  INTRODUCCIÓN

En el capitulo anterior se considera la relación entre ruptura, y esfuerzo, y deformación.

 

Las fracturas son de dos tipos generales:

 

a)Fracturas de tensión.

b)Fracturas de cizalla.

La formación de fallas significa inicialmente la formación de una fractura, sea de tensión o de cizalla.

Page 85: Glg Estructural

DIRECCION DE DESPLAZAMIENTO

Al considerar una fuerza compresiva vertical que se somete a un cuerpo

prismático confinado sobre caras opuestas y dejando libre las otras dos

también opuestas, se obtienen fracturas de cizalla, que con el incremento

de la fuerza compresiva se convierten en fallas. P

m

F F” F 60º C

Q’

R R’

F”` F` F` Q

m

A B F”

ELIPSOIDE

D

DE ESFUERZOS

P`

F”`

Page 86: Glg Estructural

ESFUERZO Y FALLAMIENTO

El objetivo de este análisis, es determinar la posición de las fallas y la dirección del desplazamiento a los largo de ellas, cuando las rocas son sometidas a esfuerzo. Investigaremos primero aquellos casos en que uno de los ejes del esfuerzo principal es vertical, seguidamente aquellos casos en los cuales uno de los ejes del esfuerzo principal es horizontal.

CASO EN LOS CUALES UNO DE LOS EJES DE ESFUERZO PRINCIPAL ES VERTICAL

El elipsoide de esfuerzo puede tener cualquier orientación concebible en la corteza terrestre. El caso más simple seria analizar, en el cual uno de los ejes de esfuerzo

principal es vertical; obviamente, los otros dos ejes de esfuerzo, principal serán horizontales y formaran un Angulo de 90o entre si.

Es eje de esfuerzo principal MÍNIMO “R” es vertical.

El eje de esfuerzo principal INTERMEDIO “Q” horizontal NORTE-SUR

El eje de esfuerzo principal MÁXIMO “P” horizontal ESTE-OESTE.

 

Cuando el esfuerzo principal máximo P aumenta de tal manera que la diferencia de esfuerzos, P-R; excede un valor crítico. Las rocas se romperán si son suficientemente frágiles.

Estas FRACTURAS son paralelas a Q y forman un ángulo de 30º con “P” fig. B

Page 87: Glg Estructural

C E

Q R A R

P P R

Q

R’ Q

P

30º 30º 30º

B D F

FALA DE EMPUJE FALLA FALLA

INVERSA DE RUMBO GRAVITACIONAL

NORMAL

Page 88: Glg Estructural

El tipo de Falla depende de la orientación del elipsoide de esfuerzo.

P= eje de esfuerzo principal MÁXIMO

Q= eje de esfuerzo principal Intermedio

R= eje de esfuerzo principal MÍNIMO

Forman fallas de empuje

A = El eje de esfuerzo principal minimo R es vertical.

B = Bajo las condiciones postuladas en A se forman Fallas de empuje

Inversa

C=El eje de esfuerzo principal intermedio Q es vertical

D= Bajo las condiciones postuladas en C se forman fallas de desplazamiento de rumbo.

 

E=el eje de esfuerzo principal máximo P es vertical.

F=bajo las condiciones postuladas en E. se forman Fallas gravitacionales.

 

Page 89: Glg Estructural

CAPÍTULO VIII

DISCORDANCIAS INTRODUCCIÓN

Las discordancias interesan , por varias razones, aquellos que son ciertamente, rasgos estructurales, aunque en su origen intervienen procesos erosiónales y

deposicionales como también tectónicos.

Una discordancia es una superficie de erosión o de no deposición, generalmente lo primero; que separa estratos más jóvenes de rocas más antiguas. El desarrollo de una discordancia comprende varias etapas.

La primera es la formación de la roca más antigua, seguida en la mayoría de los casos, de levantamiento y erosión donde se depositan finalmente los estratos más jóvenes.