Teoria Estructural 1º Parcial

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ESFUERZOS Presión litostática, creada por la gravedad y es el esfuerzo que sufre un determinado punto de la Tierra debido al peso de las rocas que tiene encima. Esfuerzo normal Es un vector esfuerzo que actúa perpendicularmente a un plano. ρ (sigma) Esfuerzo de cizalla Es un vector esfuerzo que actúa paralelamente a un plano. τ (tau) Estado de esfuerzo Es el conjunto de los infinitos vectores esfuerzo que actúan sobre los infinitos planos que pasan por un punto, en un instante dado. Elipsoide de deformación: Representación gráfica de la interrelación entre los infinitos vectores esfuerzos que actúan sobre un punto y conforman un conjunto de esfuerzos, cuyos ejes principales o magnitudes se orientan tres esfuerzos principales (máximo, mínimo e intermedio). La elipse de esfuerzos es una sección del elipsoide de esfuerzos que contiene a dos de los tres ejes. Elipsoide de deformación en relación con el elipsoide de esfuerzos. Acortamiento máximo en la dirección del esfuerzo máximo. Alargamiento máximo en la dirección del esfuerzo mínimo. Las dimensiones se conservan en la dirección del esfuerzo medio. Estado de esfuerzo uniaxial: sólo existe un esfuerzo principal. La figura geométrica que lo representa es un par de flechas de igual magnitud y sentidos opuestos. Estado de esfuerzo biaxial: sólo existen dos esfuerzos principales, p. ej., σ1 y σ2. La figura que lo representa es, en el caso general una elipse, formada por las puntas de todos los vectores, si éstos son tensionales, o por el extremo de las colas si son compresivos (Fig.1-6). Si σ1 = σ2, la figura geométrica es una circunferencia. Si σ1 es compresivo y σ2 es tensional, entonces la figura que une las puntas o las colas no es una elipse y no puede hablarse de elipse de esfuerzos en ese caso. Estado de esfuerzo triaxial: existen tres esfuerzos principales: σ1, σ2 y σ3. La figura es en este caso un elipsoide salvo que σ1 sea compresivo y σ3 sea tensional, en cuyo caso no puede hablarse de elipsoide de esfuerzo, aunque sí de estado y de tensor de esfuerzo. Se divide en:

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TEORIA PRIMER PARCIAL GEOLOGIA ESTRUCTURAL

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ESFUERZOS

Presin litosttica, creada por la gravedad y es el esfuerzo que sufre un determinado punto de la Tierra debido al peso de las rocas que tiene encima.

Esfuerzo normal Es un vector esfuerzo que acta perpendicularmente a un plano. (sigma)

Esfuerzo de cizalla Es un vector esfuerzo que acta paralelamente a un plano. (tau)

Estado de esfuerzo Es el conjunto de los infinitos vectores esfuerzo que actan sobre los infinitos planos que pasan por un punto, en un instante dado.

Elipsoide de deformacin: Representacin grfica de la interrelacin entre los infinitos vectores esfuerzos que actan sobre un punto y conforman un conjunto de esfuerzos, cuyos ejes principales o magnitudes se orientan tres esfuerzos principales (mximo, mnimo e intermedio). La elipse de esfuerzos es una seccin del elipsoide de esfuerzos que contiene a dos de los tres ejes.

Elipsoide de deformacin en relacin con el elipsoide de esfuerzos. Acortamiento mximo en la direccin del esfuerzo mximo. Alargamiento mximo en la direccin del esfuerzo mnimo. Las dimensiones se conservan en la direccin del esfuerzo medio.

Estado de esfuerzo uniaxial: slo existe un esfuerzo principal. La figura geomtrica que lo representa es un par de flechas de igual magnitud y sentidos opuestos.

Estado de esfuerzo biaxial: slo existen dos esfuerzos principales, p. ej., 1 y 2. La figura que lo representa es, en el caso general una elipse, formada por las puntas de todos los vectores, si stos son tensionales, o por el extremo de las colas si son compresivos (Fig.1-6). Si 1 = 2, la figura geomtrica es una circunferencia. Si 1 es compresivo y 2 es tensional, entonces la figura que une las puntas o las colas no es una elipse y no puede hablarse de elipse de esfuerzos en ese caso.

Estado de esfuerzo triaxial: existen tres esfuerzos principales: 1, 2 y 3. La figura es en este caso un elipsoide salvo que 1 sea compresivo y 3 sea tensional, en cuyo caso no puede hablarse de elipsoide de esfuerzo, aunque s de estado y de tensor de esfuerzo. Se divide en:

Estado de esfuerzo poliaxial: 1 > 2 > 3. Los tres esfuerzos principales son diferentes y la figura que lo representa es un elipsoide de tres ejes.

Estado de esfuerzo axial: 1 = 2 o bien 2 = 3. Dos de los esfuerzos principales son iguales y la figura que lo representa es un elipsoide de revolucin, es decir, uno cuya superficie puede ser generada girando una elipse alrededor de uno de sus ejes.

Estado de esfuerzo hidrosttico: 1 = 2 = 3. Los tres esfuerzos principales son iguales y la figura que lo representa es una superficie esfrica.

Esfuerzos tectnicos: Conjunto de fuerzas de origen tectnico aplicadas en forma comprensiva, distensiva o de cizalla sobre un rea determinada que provocan deformaciones o alteraciones en los materiales terrestres.

Cupla: Sistema o par de fuerzas es un sistema formado por dos fuerzas F y F que tiene la misma magnitud, lneas de accin paralelas separadas por una distancia perpendicular pero de sentidos opuestos.

DEFORMACION

Deformacin es cualquier cambio en la posicin o en las relaciones geomtricas internas sufrido por un cuerpo como consecuencia de la aplicacin de un campo de esfuerzos y explicamos que una deformacin puede constar de hasta cuatro componentes: translacin, rotacin, dilatacin y distorsin.

Las dos primeras componentes de la deformacin producen cambios en la posicin del cuerpo pero no en su forma geomtricas internas y las deformaciones se llaman deformaciones de cuerpo rgido o movimientos rgidos.

La distorsin y la dilatacin cambian la posicin de los cuerpos adems producen deformaciones internas (frgiles (rotura) o dctiles (fractura)).

En una deformacin homognea, las lneas que eran rectas antes de la deformacin siguen sindolo despus y las rectas paralelas siguen siendo paralelas. En una deformacin homognea las condiciones anteriores no se cumplen.

El elipsoide de deformacin se define como la forma que adquiere una esfera de radio unidad al ser sometida a una deformacin interna homognea. Cada elipsoide de deformacin tiene tres ejes, perpendiculares entre s, que se denominan ejes de la deformacin y que se denotan con las letras X, Y, Z.

Las direcciones de los ejes se denominan direcciones principales de deformacin y son perpendiculares entre s.

Deformacin uniaxial es aquella en la cual dos de los ejes de la deformacin valen 1, lo que implica que slo ha habido elongacin en una de las direcciones principales.

Deformacin biaxial es aquella en la que uno de los ejes de la deformacin vale 1. Cuando esto sucede, lo normal es que el eje que vale 1 sea el intermedio (Y) y, en ese caso, se dice que la deformacin es de tipo plane strain (deformacin plana en traduccin literal).

Deformacin triaxial se da cuando ninguno de los ejes vale 1 , lo que es lo mismo, cuando ninguna de las tres elongaciones principales vale cero.

De acuerdo con su valor, se definen 5 tipos de elipsoides:

Tipo 1: K = 0. Son elipsoides llamados oblatos. Son elipsoides de revolucin, con los dos ejes mayores iguales: X = Y > Z.

Tipo 2: 1 > K > 0. Se denominan aplastados y se representan en el rea entre el eje de abscisas y la bisectriz de los ejes de coordenadas.

Tipo 3: K = 1. Se llaman intermedios, en ellos, X/Y = Y/Z. Representan una deformacin de tipo plane strain.

Tipo 4: X > K > 1. Se denominan alargados o constricionales y se representan entre la bisectriz y el eje de ordenadas.

Tipo 5: K = X. Se llaman prolatos, con los dos ejes menores iguales: X > Y = Z.

PLANOS

El cizallamiento simple es una deformacin rotacional y no coaxial que transforma un cubo en un paraleleppedo no rectngulo. La direccin de los vectores desplazamiento se denomina direccin de cizallamiento.

Elcoeficiente de dilatacines el cociente que mide el cambio relativo del volumen que se produce cuando un cuerpo cambia detemperaturaprovocando unadilatacin trmica.

Rumbo: ngulo medido en un plano horizontal, entre una lnea y la direccin norte-sur de un sistema de coordenadas geogrficas; este ngulo adquiere valores entre 0 y 90.

Azimut: ngulo medido en un plano horizontal, barrido en el sentido de las manecillas del reloj, entre una lnea y la direccin norte-sur: este ngulo adquiere valores entre 0 y 360.

Direccin de capa: direccin de una lnea horizontal cualquiera contenida en un plano inclinado; la direccin de esta lnea generalmente se expresa mediante su rumbo.

Inclinacin o buzamiento: ngulo vertical medido entre la horizontal y un plano inclinado; este ngulo se mide hacia abajo y vara entre 0 y 90.

Buzamiento real: ngulo de inclinacin de la lnea de mxima pendiente de un plano inclinado; se mide en direccin perpendicularmente a la direccin de capa.

Buzamiento Aparente: ngulo de inclinacin de un plano, medido en una direccin no perpendicular a la direccin de capa; el buzamiento aparente siempre es menor que el real.

Direccin de lnea: es la direccin en que profundiza una lnea inclinada; se expresa mediante el ngulo horizontal barrido entre la direccin norte-sur de un sistema de coordenadas y la proyeccin horizontal de la lnea inclinada.

Cabeceo: ngulo barrido a lo largo de un plano inclinado entre una lnea cualquiera contenida en el plano inclinado y una lnea horizontal del mismo plano; vara de 0 a 90.

Afloramiento: exposicin en superficie de la litologa y/o estructuras geolgicas.

Capas homoclinales: capas paralelas cuyo rumbo y buzamiento se mantiene ms o menos constante en un rea; las capas homoclinales pueden yacer en posicin horizontal, vertical o inclinada.

Traza: lnea de interseccin de un plano estructural cualquiera (plano de estratificacin, plano de falla, plano axial, etc.) con la superficie del terreno.

Espesor de capa EE: distancia medida en direccin perpendicular entre el techo y la base de una capa; el espesor as medido se denomina espesor estratigrfico o espesor verdadero. EE = w. sin

Anchura de afloramiento: distancia horizontal (w) medida entre techo y base de una capa, en direccin perpendicular al rumbo de capa

Profundidad de capa (P) a la cual se interceptara la capa inclinada en un pozo vertical perforado a una determinada distancia (x), medida en direccin perpendicular al rumbo de la capa: P= x.tan

PLIEGUES

Los pliegues son deformaciones plsticas que se observan en las rocas sedimentarias, volcano-sedimentarias y metamrficas. Los pliegues ocurren bajo esfuerzo compresivo, en condiciones de alta temperatura y alta presin y durante largos periodos de tiempo geolgico.

Cresta: punto ms alto de un pliegue anticlinal.

Seno: punto ms bajo de un pliegue sinclinal.

Punto de inflexin: punto medio de un pliegue donde la curvatura pasa de cncava a convexa.

Flanco: porcin adyacente al punto de inflexin.

Lnea de cresta: lnea que une puntos de cresta.

Charnela: zona de mayor curvatura de un pliegue.

Lnea de charnela: lnea que une puntos de charnela.

Plano o superficie axial: plano que pasando por la zona de charnela divide simtricamente un pliegue.

Traza axial: lnea de interseccin entre el plano axial y la superficie del terreno; si el terreno es plano la traza axial es una lnea recta.

Eje de pliegue: lnea imaginara que forma la interseccin del plano axial con una capa cualquiera de un pliegue Vergencia: Angulo que forma el plano axial con la horizontal. Indica el sentido en que se inclina el plano axial.

Pitch: Inclinacin del eje axial de un pliegue, medido sobre un plano axial inclinado

Pliegue simtrico: pliegue que cumple las siguientes condiciones: a) la superficie media es planar b) el plano axial es normal a la superficie media c) existe simetra con relacin al plano axial.

Pliegue asimtrico: pliegue no simtrico.

Pliegue Recto:el plano axial es vertical.

Pliegues Inclinados:el plano axial forma un ngulo con la vertical.

Pliegues Tumbados:el plano axial es casi horizontal.

Pliegues Ispacos o concntricos:el espesor de cada estrato no vara a lo largo del pliegue. Se atribuye su origen a esfuerzos de tipo flexin.

Pliegues Anis pacos o similares:el espesor es mayor en la zona de charnela y menos en los flancos. Su origen es por compresin.

FALLAS

Falla: fractura en la roca a lo largo de la cual ha ocurrido desplazamiento.

Plano de falla: plano o superficie a lo largo del cual ha ocurrido desplazamiento.

Bloque colgante: bloque que descansa por encima de un plano de falla inclinado; si el plano de falla es vertical este trmino no es aplicable.

Bloque yacente: bloque que yace por debajo de un plano de falla inclinado.

Falla con desplazamiento oblicuo: falla cuyo desplazamiento tiene componentes en la direccin del buzamiento y en la direccin del rumbo del plano de falla.

Desplazamiento neto: desplazamiento en la direccin misma del movimiento; se expresa como la distancia medida sobre el plano de falla, entre dos puntos localizados en bloques opuestos, que antes eran adyacentes.

Desplazamiento de buzamiento: componente del desplazamiento neto en la direccin del buzamiento de una falla; a su vez, este desplazamiento puede ser descompuesto en dos componentes: desplazamiento vertical o salto y desplazamiento horizontal o rechazo.

Salto de falla: desplazamiento vertical de una falla; equivale a la componente vertical de desplazamiento buzamiento.

Rechazo: desplazamiento horizontal de una falla; equivale a la componente horizontal del desplazamiento de buzamiento.

Desplazamiento de rumbo: componente del desplazamiento neto en la direccin del rumbo de una falla.

Separacin normal: distancia horizontal, en direccin normal al rumbo de un horizonte estratigrfico que ha sido desplazado por una falla.

Separacin de rumbo: distancia horizontal, medida en direccin paralela al rumbo de falla, entre dos puntos localizados en bloques opuestos del mismo horizonte de referencia; la separacin de rumbo puede ser dextral o siniestral.

Falla normal o tensional: el esfuerzo principal mayor es vertical y los esfuerzos medio y menor son horizontales.

Falla inversa o compresional: el esfuerzo compresivo principal mayor es horizontal en tanto que el esfuerzo principal menor es vertical. Se denominancabalgamientosa las fallas inversas de bajo ngulo de buzamiento.

Falla de rumbo, direccional, transcurrente o de desgarre: el esfuerzo principal mayor es horizontal y el esfuerzo principal medio es vertical. Un tipo particular de fallas en direccin son lasfallas transformantes, que desplazan segmentos debordes constructivos de placasy el plano de falla suele ser vertical.

Falla oblicua o mixta: cuando el desplazamiento esoblicuotanto al rumbo como a la direccin de buzamiento. Se describen simplemente como una combinacin de la terminologa de las anteriores, resultando cuatro casos posibles: sinistral inversa, sinistral normal, dextral inversa y dextral normal.

Falla rotacional: cuando ha habido una componente de rotacin en el desplazamiento relativo entre los dos bloques separados por la falla. Se dividen en

Falla en tijera, cuando el eje de rotacin es perpendicular al plano de falla.Falla cilndrica, cuando el eje de rotacin es paralelo al plano de falla. El plano de falla suele ser curvo.Falla cnica, cuando el eje de rotacin es oblcuo al plano de falla. El plano de falla suele ser curvo.

DISCORDANCIAS

Discordanciaes una relacin geomtrica entre capas desedimentosque representa un cambio en las condiciones en que se produjo su proceso de deposicin.

Discordancia angular: superficie que pone en contacto rocas sedimentarias jvenes con rocas sedimentarias ms antiguas, que previamente han sido plegadas y erosionadas.

Discordancia paralela erosional o disconformidad: superficie que pone en contacto rocas sedimentarias jvenes que yacen paralelas sobre capas de rocas sedimentaras ms antiguas.

Discordancia paralela no erosional o paraconformidad: discordancia paralela sin superficie de erosin visible.

Litologica o Inconformidad: superficie que pone en contacto rocas sedimentarias que cubren a rocas gneas o metamrficas ms antiguas.

Hiato- lapso de tiempo no durante el cual no hubo depositacin de sedimentos.

PRINCIPIOS GEOLOGICOS

1. 2. Principio de superposicin de estratos3. Principio de horizontalidad de los estratos.4. Principio de sucesin faunstica5. Principio de relaciones de corte6. Principio de relaciones de inclusin

Principio de Superposicin de Estratos. El mismo dice que en una sucesin estratificada no deformada, un estrato dado es ms joven que su yacente y ms antiguo que el que se le sobrepone. El estrato 2 es ms joven que el Estrato 1, pero ms antiguo que el estrato 3

Principiodelahorizontalidaddelosestratos: Depsito de sedimentos en capas horizontales denominadas estratos.

Principios de Relaciones de Corte: Relaciona cuerpos de rocas gneas con su encajonante, al establecer que si un cuerpo de roca corta a otro es ms joven que el cuerpo cortado.

El Principio de relaciones de Inclusin: es un fragmento de una unidad de roca que ha quedado encerrado dentro de otra roca en formacin.

Principio de sucesin faunstica: cambios en las formas de vida fsil presentes en la sucesin de estratos

La secuencia de eventos es como sigue: 1. Depositacin de roca sedimentaria D 2. Falla B 3. Intrusin de roca gnea C 4. Erosin, formacin de discordancia5. Depositacin de roca sedimentaria E 6. Erosin actual