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Índice

Introducción………………………………………………………………………..Pag.4

Esfuerzos y Deformaciones en la Litosfera………………………………… Pag.5

1) eolog!a Estructural………………………………………………………….. Pag.5

") Esfuerzo y #i$os de Esfuerzos……………………………………………… Pag.5

".1)Esfuerzo de com$resión………………………………………… … Pag.5

".")Esfuerzo tensional………………………………………………..… Pag.%

".&)Esfuerzo de cizalla…………………………………………………… Pag.%

&) Deformación' (n camio de forma causado $or el esfuerzo…………. Pag.*

&.1)+i,eles estructurales……………………………………………….. Pag.*

&.1.1) +i,el estructural su$erior……………………………..… Pag.*

&.1.") +i,el estructural medio………………………………….. Pag.-

&.1.&) +i,el estructural inferior………………………………... Pag.-

&.") #i$os de deformación…………………….…….………………… Pag.

&.".1)Deformación El/stica…………………………………..….. Pag.

&.".")Deformación 0r/gil…….………………………………… Pag.

&.".&)Deformación Dctil…………………………………….….. Pag.

&.&)0actores 2ue afectan a la resistencia de las rocas………… . Pag.13

&.&.1)#em$eratura…………….…………………………………… Pag.13&.&.")Presión de confinamiento………………………………….. Pag.13

&.&.&)egn el ti$o de roca……………………………………….. Pag.11&.&.4)#iem$o……………………………………….……………….. Pag.11

&.4) Esfuerzos 0ormados $or Deformación Dctil…………….…. Pag.11

&.4.1)Pliegues………………………………………………….… Pag.1"

&.4.1.1) nticlinales y inclinales…………………… Pag.1"



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&.4.1.") Domos y 6uetas…………………………….. Pag.1&

&.5)Estructuras formadas $or deformación fr/gil……………… Pag.14

&.5.1)0allas………………………………………………………… Pag.14

&.5.1.1)0allas con des$lazamiento ,ertical………………. Pag.14&.5.1.1.1)0allas normales……………………..……….. Pag.14&.5.1.1.")0allas in,ersas………………………………… Pag.15

&.5.1.1.&)6aalgamientos………………………………. Pag.15

&.5.1.")0allas con deslazamiento 7orizontal……………… Pag.1%&.5.1.".1)Diaclasas………………………….……………. Pag.1%

4)Dirección y 8uzamiento…………………………...………………………. Pag.1*

4.1)Dirección…………………………………………..…………………. Pag.1*

4.")8uzamiento…………………………………………..……………… Pag.1*

5)8iliograf!a………………………………………………..……………… Pag.1-

I+#9:D(66I;+



3

El propósito de este trabajo de investigación es explicar cómo suceden los

diferentes tipos de deformaciones en la litosfera debido a diferentes tipos de

esfuerzos, que originan fallas, pliegues, que nos permiten interpretar procesos

geológicos cotidianos con los que se encuentra en la Tierra y en la ingeniería del

desarrollo de obras civiles. También nos ayudara a entender el comportamiento de

dicas fallas y pliegues afectando a la estructura de la superficie terrestre

transform!ndola día a día desde el origen de la Tierra.

Esfuerzos y Deformaciones en la Litosfera



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1. eolog!a Estructural

"a geología estructural es quien se encarga del estudio directo de algunas

disciplinas geológicas tales como la mec!nica de suelos, de rocas y la

geotecnia.

"a importancia de esta disciplina geológica para la sociedad se manifiesta

particularmente en dos campos# en forma de proyectos en estudio para obras

de ingeniería $edificación, obras lineales, aprovecamientos idr!ulicos, etc.% y

como erramienta de prevención para la mitigación y control de riesgos

geológicos. &ebido a que oy en día no se concibe una obra importante de

ingeniería o arquitectura sin que previamente se aya realizado el

correspondiente informe geológico del terreno donde se va a asentar.

". Esfuerzo y #i$os de Esfuerzos

&e la experiencia cotidiana sabemos que para realizar una acción se necesita

de una fuerza, ya sea al abrir una puerta, una lata de cerveza. 'ara describir

las fuerzas que deforman las rocas, los geólogos utilizan el término esfuerzo.

"a magnitud del esfuerzo no es solamente una función de la cantidad de fuerza

aplicada, también va relacionada al !rea sobre la que act(a. )uando se abla

de esfuerzos se ace referencia a la fuerza aplicada a un !rea determinada de

roca. "a unidad de medida m!s abitual es el *ilogramo por centímetro

cuadrado $*g+cm%. En la naturaleza, seg(n la dirección de las fuerzas

aplicadas, el esfuerzo puede reconocerse en tres variedades- la compresión, la

tensión y la cizalla que también se les conoce como esfuerzos diferenciales

".1. Esfuerzo de com$resión

ucede cuando se aplica un esfuerzo de direcciones diferentes que comprime

y acorta un cuerpo. /ayormente est!n asociados m!s a menudo con los

límites de placas convergentes. )uando las placas colisionan tienden a acortar

y engrosar la corteza terrestre pleg!ndose, fluyendo o fractur!ndose.

".". Esfuerzo tensional



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ucede cuando tiende a separar una unidad rocosa. /ayormente est!n

asociados a los límites de placas divergentes, donde las placas se est!n

separando, los esfuerzos tensionales tienden a estirar y alargar los cuerpos

rocosos situados en la corteza superior mediante el desplazamiento a lo largo

de las fallas.

".&. Esfuerzo de cizalla

e da cuando el movimiento de una parte de un cuerpo rocoso sobre otro.

)uando las rocas se deforman suele producirse deslizamiento en las

superficies de debilidad paralelas y estrecamente espaciadas, como las

superficies de foliación y las microfallas. El esfuerzo de cizalla provoca que

grandes segmentos de la corteza terrestre se deslicen orizontalmente unos

sobre otros.

&. Deformación' (n camio de forma causado $or el esfuerzo



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e refiere a cambios de forma, posición u orientación de un cuerpo rocoso.

)uando las capas sedimentarias planas se elevan e inclinan, sus orientaciones

cambian pero su tama0o y su forma originales se conservan. El esfuerzo

también puede provocar un cambio en el tama0o y forma del cuerpo rocoso.

"as condiciones y ambientes de deformación de las rocas son muy variados,

ya que pueden encontrarse desde niveles muy super1ciales asta los 23

*ilómetros de profundidad. 4eneralmente, las condiciones de presión y de

temperatura bajo las que se desarrollan son de asta m!s de 53 *ilo bares

$usado para medir la presión% y m!s de 5.333 6). 'ara poder interpretar las

condiciones de formación de cada estructura, es necesario asociarla a un nivel

estructural.

&.1. +i,eles estructurales

e entiende por nivel estructural cada uno de los dominios de la corteza en que

los mecanismos dominantes de la deformación permanecen iguales, lo que nos

ace referencia a los diferentes dominios que generalmente est!n

superpuestos que se encuentran por debajo de la superficie terrestre. )omo es

lógico, a medida que nos encontramos en niveles m!s profundos, las

condiciones de presión y temperatura se incrementan, por lo que las rocasadquieren un comportamiento m!s d(ctil.

&.1.1. +i,el estructural su$erior

e localiza desde la superficie del terreno $seg(n la altitud en cada lugar%

asta la cota 3 m, que sirve como referencia, aunque puede llegar a m!s

profundidad. "a presión y temperatura no son muy elevadas y las rocas tienen

un comportamiento fr!gil- donde predominan las fallas.

&.1.". +i,el estructural medio



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e sit(a entre la cota 3 m y unos 2.333 m de profundidad. &onde predominan

la flexión debido al comportamiento d(ctil de las rocas- son característicos de

este nivel los pliegues.

&.1.&. +i,el estructural inferior

Es el nivel del metamorfismo, y como media se localiza entre los 2.333 m y los

7.333 o 53.333 m de profundidad. En los niveles m!s superficiales domina el

aplanamiento, con el frente superior de esquistosidad. 8 mayor profundidad

predominan estructuras de flujo, con pliegues acompa0ados siempre de

esquistosidad y foliación. u límite inferior viene marcado por el inicio de la

fusión y la presencia del granito de anatexia.

&.". #i$os de deformación

8unque cada tipo de roca se deforma de manera diferente, se determinaron las

características generales de deformación de las rocas, se dan tres tipos de

deformaciones# el!stica, fr!gil y d(ctil.



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&.".1.Deformación El/stica

8l aplicar un esfuerzo la roca tiende a deformarse el!sticamente estir!ndose

como una banda de goma, al cesar el esfuerzo la roca volver! a su forma

original En general, las rocas son poco el!sticas en niveles muy superficialesde la corteza terrestre, pero sí pueden serlo cuando se encuentran sometidas a

una gran presión litost!tica y niveles m!s profundos $9igura 5%..

&.".". Deformación 0r/gil

:na vez que el limite el!stico $resistencia% es sobrepasado las rocas tienden a

fracturarse en peque0os trozos, rompiendo los enlaces químicos que

mantienen unido un material $9igura 5%..

&.".&. Deformación Dctil

Es el tipo de flujo en estado sólido que produce un cambio en el tama0o y la

forma de un objeto sin fracturarlo. Es la consecuencia de la ruptura de algunos

enlaces químicos, mientras otros son creados lo que les permite cambiar de

forma $9igura 5%.



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&.&. 0actores 2ue afectan a la resistencia de las rocas

"os factores que influyen en la resistencia de las rocas son la temperatura, lapresión, tipo de roca y el tiempo.

&.&.1. #em$eratura

&onde las temperaturas son elevadas $profundidad de la corteza terrestre%

tienden a deformarse d(ctilmente y a fluir, mientras que a bajas temperaturas

$superficie terrestre% las rocas son sólidas y se fracturan.

&.&.". Presión de confinamiento

"a presión aumenta seg(n la profundidad. "a cual aprieta los materiales de la

corteza terrestre. 'or consiguiente las rocas est!n enterradas en

profundidades se mantienen juntas por la inmensa presión y tienden a fluir,

m!s que a fracturarse.



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&.&.&. egn el ti$o de roca

"a composición mineral, el ambiente físico y la textura influyen en cómo se

deformara la roca.

:na roca cristalina con enlaces moleculares fuertes se romper! por fractura

fr!gil, mientras que una roca sedimentaria débilmente cementada o rocas

metamórficas que contienen zonas de fragilidad como la foliación, son m!s

susceptibles a experimentar flujo d(ctil. "as rocas débiles generalmente

tienden a comportarse de una manera d(ctil. in embargo las rocas ígneas y

algunas metamórficas tienden a ser fuertes y quebradizas, p!ralo cual tiene

que aber un esfuerzo superior a su resistencia.

8 mayor profundidad las resistencias de las rocas disminuyen

significativamente.

&.&.4. #iem$o

8l observar los escenarios cotidianos pueden observarse los efectos del tiempo

en la deformación de las rocas, por ejemplo se sabe que los bancos de marmol

se unden por su propio peso después de un cierto periodo de tiempo

aproximadamente 533 a0os. En general cuando las fuerzas tectónicas se

aplican lentamente, las rocas tienden a exibir un comportamiento d(ctil, y a

deformarse fluyendo y pleg!ndose, variando la intensidad y la frecuencia de los

esfuerzos.

&.4. Esfuerzos 0ormados $or Deformación Dctil

&ebido a que los pliegues son rasgos comunes en rocas sedimentaras

deformadas, sabemos que las rocas pueden plegarse sin romperse a lo que

llamaremos pliegues.



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&.4.1.Pliegues

:na roca se pliega cuando una superficie de referencia definida antes del

plegamiento como plana se transforma en una superficie curva. El plegamiento

es tanto mayor cuanto m!s numerosas y fuertes son las variaciones debuzamiento $inclinación%. "as rocas en las que se aprecia el plegamiento con

mayor facilidad son las sedimentarias, cuyos planos de estratificación $capas%

se muestran como buenos planos de referencia, tenemos dos tipos de pliegues

anticlinales y sinclinales.

&.4.1.1. nticlinales y inclinales

"os pliegues anticlinales se forman casi siempre por plegamiento convexo o

ascendente en el que los materiales m!s antiguos se localizan en el n(cleo.

/ientras que los pliegues sinclinales presentan un pliegue arqueado o con la

convexidad descendente en el que los materiales m!s modernos se localizan

en el n(cleo. &ependiendo de orientación los pliegues se describen como

simétricos y anti simétricos. eg(n su plano axial pueden ser rectos,

inclinados, tumbados.



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&.4.1.". Domos y 6uetas

4randes elevaciones de las rocas del basamento pueden deformar la cubierta

de estratos sedimentarios superiores y generan grandes pliegues. )uando este

movimiento ascendente produce una estructura circular o levemente alargada,

la estructura se denomina domo. "as estructuras descendentes que tienen una

forma similar se denominan cubetas

"os domos también pueden formarse por intrusión del magma $lacolitos%. &ado

a que las grandes cubetas contienen estratos sedimentarios inclinados seg(n

!ngulos muy peque0os, suelen identificarse por la edad de las rocas que las

componen, las rocas m!s jóvenes se encuentran m!s cerca al centro y las m!s

antiguas en los flancos. En el domo se observa todo lo contrario donde las

rocas m!s jóvenes est!n en los flancos y las m!s antiguas m!s cerca al centro.



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9igura 2

&.5. Estructuras formadas $or deformación fr/gil

e produce cuando los esfuerzos superan la resistencia de una roca aciendo

que se rompa o se fracture. En la corteza superior, asta profundidades de 53*m, las rocas tienden a exibir comportamiento quebradizo o formación de

fallas. )uando las fuerzas tectónicas acen que la corteza se cambe acia

arriba, las rocas que ay cerca de la superficie se estiran y se separan para

formar una fractura llamada diaclasa.

"a diferencia est! en que los esfuerzos de cizalla ace que las rocas de uno de

los lados se muevan respecto a las rocas del otro lado, lo cual las fallas

implican un desplazamiento mientras que en las diaclasas no.

&.5.1. 0allas

on fracturas en la corteza a lo largo de las cuales a tenido lugar un

desplazamiento apreciable. us longitudes en planta pueden ser desde pocos

metros asta centenares de *ilómetros, como por ejemplo la de an 8ndrés en



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)alifornia. "os movimientos repentinos de las fallas son normalmente los

responsables de la mayoría de los terremotos. "as fallas antiguas suelen ser

inactivas.

&.5.1.1. 0allas con des$lazamiento ,ertical

on las fallas en las que el movimiento es fundamentalmente paralelo a la

inclinación de la superficie. e a convertido en una pr!ctica com(n denominar

a la superficie rocosa que esta inmediatamente por encima de la falla teco y a

la superficie de roca inferior, muro.

&.5.1.1.1. 0allas normales

e produce con un desplazamiento vertical por esfuerzos distensivos cuando el

bloque de teco se desplaza acia abajo con respecto al bloque de muro.

&.5.1.1.". 0allas in,ersas

e produce con un desplazamiento vertical por esfuerzos compresivos cuando

el bloque de muro se desplaza acia arriba con respecto al bloque de teco.

&.5.1.1.&. 6aalgamientos

on fallas inversas, las cuales presentan una inclinación menor a 2;< de modo

que el bloque de teco se mueve casi en orizontal sobre el bloque de muro.



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9igura ;

&.5.1.". 0allas con deslazamiento 7orizontal

on las fallas en las que el desplazamiento dominante y paralelo a la dirección

de la superficie de la falla, &ebido a la ruptura de zona superficial se producen

intensos terremotos.

)iertas fallas de desplazamiento orizontal atraviesan la litosfera y acomodan

el movimiento entre dos grandes placas de corteza es una falla direccional

especial llamada falla transformada



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9igura =

&.5.1.".1. Diaclasas

Entre las estructuras rocosas m!s comunes se encuentras las fracturas

llamadas diaclasas, su característica es que no presente desplazamiento

alguno que se pueda apreciar.

"a mayoría de las diaclasas se producen cuando se deforman las rocas de la

corteza m!s externa a medida que los esfuerzos tensionales acen que la roca

se rompa como una fractura fr!gil, aciendo que represente un riesgo para las

construcciones de ingeniería.

4. Dirección y 8uzamiento

4.1. Dirección

e refiere al !ngulo que forma con el norte geogr!fico y la línea que resulta de

la intersección de un plano orizontal imaginario con la capa, estrato o

estructura que se estudia. "a dirección de un pliegue es, el !ngulo que forma la

proyección del eje del pliegue sobre un plano orizontal con el norte

geogr!fico.



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El valor de la dirección suele darse de 36 a >36, a0adiendo si ese !ngulo con

respecto al norte es acia el este o acia el oeste- por ejemplo ? ;@6 E.

"a dirección del pliegue no tiene por qué coincidir con la dirección de los

flancos de dico pliegue, aunque sí suelen ser parecidos.

4.". 8uzamiento

e define como el !ngulo que forma la capa o estructura estudiada con un

plano orizontal imaginario, medido en la línea de m!xima pendiente de la

capa.

El sentido del buzamiento de un plano es el !ngulo que forma la proyección de

la línea de m!xima pendiente en un plano orizontal con el norte geogr!fico e

indica acia dónde se inclina la capa en relación con el norte- por ejemplo,

2;6 E o @36 E

El sentido del buzamiento de un plano es siempre perpendicular a la dirección

del plano. 'or lo general, cuando se abla de buzamiento del pliegue se ace

referencia al !ngulo de inmersión

5. 8I8LI:90I

AEdición, EdBard C. Tarbuc* D 9rederic* . "utgens $33;%, )iencias de la

Tierra, una introducción a la 4eología 9ísica ,cap. 53, @3A@2@.

A/anuel 4arcía Fodríguez $35%, Giología y 4eología, cap. 55.

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