tema_04R
-
Upload
friends449611 -
Category
Documents
-
view
212 -
download
0
description
Transcript of tema_04R
13/10/2014
1
LA DEFORMACIÓN DE LA CORTEZA Y LAS ROCAS METAMÓRFICAS
Rebolledo de las Torres (Bu)
1. Conceptos generales: Deformación y metamorfismo2. La Deformación de las rocas
• Esfuerzo• Curva de esfuerzo-deformación
3. Deformación Plástica (Continua)• Pliegues: Elementos geométricos y clasificación
4. Deformación Frágil (Discontinua)• Diaclasas• Fallas: Elementos y clasificación
5. Terremotos
6. Procesos metamórficos & Grado de Metamorfismo7. Clasificación de las rocas Metamórficas
• Texturas foliadas• Texturas granoblásticas
8. Rocas metamórficas comunes
La Deformación de la corteza y las rocas metamórficasEscuela de Arquitectura
TécnicaGEOLOGÍA
La Corteza terrestre se deforma de manera constante, a un ritmo elevado a escala geológica
Esta deformación es imperceptible para el hombre
a) Macroescala
Falla de San Andrés (California)Cordillera de los Apalaches (USA)
b) Mesoescala
1 m
c) Microescala
2 cm
• Escalas de la deformación
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
1. Introducción
La correcta interpretación de las estructuras geológicas es fundamental para el desarrollo de la sociedad moderna.
Elementos determinantes para la obra pública, edificación civil, determinación de emplazamientos favorables para determinadesactividades, así como en la búsqueda y extracción de recursosnaturales.
Fuente: http://normalycorriente.com Fuente: www.geotecniaconsultores.comFuente: www2.warwick.ac.uk Museo Rio Tinto. Fuente:blog.fitopaldi.net
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
1. Introducción
13/10/2014
2
• Las rocas metamórficas resultan de la transformación de otras rocas previasen el interior de la corteza terrestre debido a una serie de procesosrelacionados con el calor, presión y circulación de fluidos hidrotermales.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
1. Introducción
ESTADO SÓLIDO & ISOQUÍMICO
• El metamorfismo: proceso endógeno asociado a los tres tipos de límites de placas litosféricas
• Más frecuente en los límites de placas convergentes.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
1. Introducción
• Existen varios tipos de metamorfismo (contacto, hidrotermal, regional …) en función del factor predominante (Temperatura, Presión, Fluidos) y lugar de emplazamiento.
DINÁMICO
REGIONALCONTACTO
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
1. Introducción
ROCAS SEDIMENTARIASSon las que resultan de la acumulación, compactación y cementación
de los productos de alteración mecánica y química.
7. Sedimentos y Rocas Sedimentarias Tema 03
Aunque representan el 5% del total de rocas de la corteza son lasmás abundantes en la superficie terrestre.
Depósitos detríticos terciarios del la Cuenca del Tajo. GuadalajaraCañón del Alto Tajo sobre Areniscas del Triásico Inferior. Guadalajara
13/10/2014
3
1. Conceptos generales: Deformación y metamorfismo2. La Deformación de las rocas
• Esfuerzo• Curva de esfuerzo-deformación
3. Deformación Plástica (Continua)• Pliegues: Elementos geométricos y clasificación
4. Deformación Frágil (Discontinua)• Diaclasas• Fallas: Elementos y clasificación
5. Terremotos
6. Procesos metamórficos & Grado de Metamorfismo7. Clasificación de las rocas Metamórficas
• Texturas foliadas• Texturas granoblásticas
8. Rocas metamórficas comunes
La Deformación de la corteza y las rocas metamórficasEscuela de Arquitectura
TécnicaGEOLOGÍA
Cuando los objetos son sometidos a Esfuerzo, éstos se deforman.
Fuente: www.kalipedia.com
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
ESFUERZOFuerza aplicada por unidad de superficie (Kg/cm2)
D = 1 gr/cm3
V = 5000 cm3
D = M/VM = 5000 gra) E = 5000 gr/ 100 cm2
E = 50 gr/cm2
b) E = 5000 gr/ 500 cm2
E = 10 gr/cm2
El Esfuerzo depende de la superficie sobre la que se aplica. Es inversamente proporcional a la superficie de aplicación.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
ROCAROCAROCAROCA
Cuando las rocas son sometidas a un esfuerzo y la intensidad del esfuerzo es superior a la resistencia interna de la roca ► Deformación de la roca.
ROCAROCAROCAROCAROCAROCA
Relaciones válidas para cualquier material terrestre, natural o elaborado
DEFORMACIÓNHace referencia al cambio en la forma o en el volumen (o ámbos a la vez) de las rocas sometidas a un esfuerzo.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
13/10/2014
4
b) Esfuerzo Tectónico (Diferencial)
Tipos de Esfuerzo:
El Esfuerzo tectónico (Diferencial) produce diferentes tipos de deformación (acortamiento, engrosamiento, estiramiento) en las diferentes direcciones del espacio.
La Presión Litostática (confinamiento) produce una compactación de la roca (pérdida de volumen)
a) Presión Litostática (Confinamiento)
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
b) Esfuerzo Tectónico (Diferencial)
• Compresivo
Genera un acortamiento en la dirección del esfuerzo y un engrosamiento en la dirección perpendicular.
La deformación se materializa mediante pliegues y fallas inversas.
Un único par de fuerzas que convergen entre sí.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
b) Esfuerzo Tectónico (Diferencial)
• Distensivo
Genera un estiramiento en la dirección del esfuerzo y un adelgazamiento en la dirección perpendicular.
La deformación se materializa mediante fallas directas.
Un único par de fuerzas que divergen entre sí.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
b) Esfuerzo Tectónico (Diferencial)
• Cizalla
Genera una deformación por desplazamiento de planos poco espaciados.
La deformación se materializa mediante fallas de desgarre (transformantes).
Dos pares de fuerzas que actúan en sentido contrario.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
13/10/2014
5
Incr
emen
to d
el E
SFU
ERZO
Incremento de la DEFORMACIÓN
Curva de Esfuerzo-Deformación
Deformación continua Deformación discontinua
Dominio Frágil
Límite de Elasticidad
Límite de PlasticidadResistencia Máxima
ROCAS DE ALTA DUCTILIDAD
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
Incr
emen
to d
el E
SFU
ERZO
Incremento de la DEFORMACIÓN
Curva de Esfuerzo-Deformación
Deformación continua Deformación discontinua
Dominio Frágil
Límite de Elasticidad
Límite de Plasticidad
ROCAS DE BAJA DUCTILIDAD
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
Incr
emen
to d
el E
SFU
ERZO
Incremento de la DEFORMACIÓN
Curva de Esfuerzo-Deformación
D. continua Deformación discontinua
Dominio Frágil
Límite de Plasticidad ROCAS FRÁGILES
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
2. La deformación de las rocas
1. Conceptos generales: Deformación y metamorfismo2. La Deformación de las rocas
• Esfuerzo• Curva de esfuerzo-deformación
3. Deformación Plástica (Continua)• Pliegues: Elementos geométricos y clasificación
4. Deformación Frágil (Discontinua)• Diaclasas• Fallas: Elementos y clasificación
5. Terremotos
6. Procesos metamórficos & Grado de Metamorfismo7. Clasificación de las rocas Metamórficas
• Texturas foliadas• Texturas granoblásticas
8. Rocas metamórficas comunes
La Deformación de la corteza y las rocas metamórficasEscuela de Arquitectura
TécnicaGEOLOGÍA
13/10/2014
6
Pliegue: Ondulación de las rocas
• Se reconocen muy bien en rocas sedimentarias; los planos de estratificación son magníficas superficies de referencia planas y horizontales antes de la deformación.
• Igualmente se reconocen en rocas metamórficas de bajo grado.
Cuarcita armoricana; Parque Natural del Monfragüe
Salvo escasas excepciones, se generan SIEMPRE por Esfuerzos Tectónicos COMPRESIVOS
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
Elementos geométricos de un pliegue
CharnelaPlanoAxial
Flanco
Eje
Eje
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
Tipos básicos de plieguesANTICLINALES SINCLINALES
Anticlinal de Benejuzar; Alicante Sinclinal en la Ctra de Humanes a Cogolludo; Guadalajara
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plásticaGEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
13/10/2014
7
Geometría de los pliegues
a) Depende de la orientación del Plano Axial
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
Geometría de los pliegues
b) Depende del ángulo de inmersión del eje del pliegue
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
Geometría de los pliegues
b) Depende del ángulo de inmersión del eje del pliegue
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
¿Qué es esto?
SINFORMA
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
13/10/2014
8
¿Qué es esto?
PLIEGUE
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
¿Qué es esto?
FLANCO
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
¿Qué es esto?
MONOCLINAL
CHARNELA
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
¿Qué es esto?
Pliegue volcado
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
3. Deformación plástica
Rebolledo de las Torres (Bu)
13/10/2014
9
1. Conceptos generales: Deformación y metamorfismo2. La Deformación de las rocas
• Esfuerzo• Curva de esfuerzo-deformación
3. Deformación Plástica (Continua)• Pliegues: Elementos geométricos y clasificación
4. Deformación Frágil (Discontinua)• Diaclasas• Fallas: Elementos y clasificación
5. Terremotos
6. Procesos metamórficos & Grado de Metamorfismo7. Clasificación de las rocas Metamórficas
• Texturas foliadas• Texturas granoblásticas
8. Rocas metamórficas comunes
La Deformación de la corteza y las rocas metamórficasEscuela de Arquitectura
TécnicaGEOLOGÍA
FRACTURAS:Son planos de rotura de las rocas que se producen cuando los esfuerzos
tectónicos sobrepasan el Límite de Plasticidad de estas rocas
b) DIACLASASb) DIACLASASb) DIACLASASb) DIACLASASa) FALLASa) FALLASa) FALLASa) FALLAS
Plano de Falla
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
4. Deformación frágil
Tipos de Fallas
Esfuerzo tectónico distensivo
DIRECTA
Dependen del tipo de esfuerzo aplicado
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
4. Deformación frágil
Tipos de Fallas Dependen del tipo de esfuerzo aplicado
Esfuerzo tectónico compresivo
INVERSAINVERSA
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
4. Deformación frágil
13/10/2014
10
Tipos de Fallas Dependen del tipo de esfuerzo aplicado
DESGARREEsfuerzo tectónico
De Cizalla
DESGARRE
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
4. Deformación frágil
Tipos de Fallas Dependen del tipo de esfuerzo aplicado
DESPLAZAMIENTO OBLÍCUO
Esfuerzo tectónico mixtoCizalla – distensivo/compresivo
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
4. Deformación frágil
Sistemas Pliegue-Falla
Son consecuencia de un esfuerzo tectónico progresivo y constante, que sobrepasa los Límites de Elasticidad y Plasticidad
El esfuerzo tectónico es siempre COMPRESIVO
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
4. Deformación frágil
Sistemas Pliegue-Falla
En función del valor del desplazamiento inverso de los bloques a lo largo del plano de falla, hablamos de Cabalgamientos (decenas-centenas de mts) y
Mantos de Corrimiento (varios Kms de desplazamiento)
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
4. Deformación frágil
13/10/2014
11
Actividad de Control II:
Análisis de pliegues y fallasPincha en el siguiente enlace:
http://www3.uah.es/javier_gil_gil/1Docencia/arquitectura/acontrol_02.pdf
Fecha de entrega: Martes 21/10/2014 al comienzo de la clase de teoría
Trabajo individual
La Deformación de la corteza y las rocas metamórficasEscuela de Arquitectura
TécnicaGEOLOGÍA
1. Conceptos generales: Deformación y metamorfismo2. La Deformación de las rocas
• Esfuerzo• Curva de esfuerzo-deformación
3. Deformación Plástica (Continua)• Pliegues: Elementos geométricos y clasificación
4. Deformación Frágil (Discontinua)• Diaclasas• Fallas: Elementos y clasificación
5. Terremotos
6. Procesos metamórficos & Grado de Metamorfismo7. Clasificación de las rocas Metamórficas
• Texturas foliadas• Texturas granoblásticas
8. Rocas metamórficas comunes
La Deformación de la corteza y las rocas metamórficasEscuela de Arquitectura
TécnicaGEOLOGÍA
Intensidad de la deformación
TERREMOTOS:Brusca liberación de energía como consecuencia de la rotura y/o movimiento de dos masas de roca que son sometidas a esfuerzos tectónicos y deformadas
más allá del Límite de Plasticidad
La acción continuada del esfuerzo produce una deformación elástica/plástica, hasta que se acumula suficiente energía como para vencer el límite de elasticidad/plasticidad o el rozamiento interno de las masas de roca, produciéndose la fracturación/movimiento de los cuerpos de roca.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
5. Terremotos
La energía acumulada se libera en forma de vibraciones del terreno que se transmiten en todas las direcciones del espacio: ONDAS SÍSMICAS
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
5. Terremotos
13/10/2014
12
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
5. Terremotos
Para completar capítulo de terremotos:
• Tarbuck & Lutgens (2005): Capítulo 11
• Monroe et al., (2008): Capítulo 8
1. Conceptos generales: Deformación y metamorfismo2. La Deformación de las rocas
• Esfuerzo• Curva de esfuerzo-deformación
3. Deformación Plástica (Continua)• Pliegues: Elementos geométricos y clasificación
4. Deformación Frágil (Discontinua)• Diaclasas• Fallas: Elementos y clasificación
5. Terremotos
6. Procesos metamórficos & Grado de Metamorfismo7. Clasificación de las rocas Metamórficas
• Texturas foliadas• Texturas granoblásticas
8. Rocas metamórficas comunes
La Deformación de la corteza y las rocas metamórficasEscuela de Arquitectura
TécnicaGEOLOGÍA
Tª P
*
* Campo del Metamorfismo
El límite superior ► DIAGÉNESIS
El límite inferior ►MAGMATISMO
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
6. Procesos & Grado de Metamorfismo
Transformación de unas rocas en otras por efecto de la presión, Tª y la presencia de fluidos hidrotermales
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
8. Rocas metamórficas comunes
13/10/2014
13
Tª P
El límite inferior ►MAGMATISMO
El metamorfismo ► las rocas se encuentran en estado sólido.El magmatismo ► las rocas se han fundido.
La existencia de un intervalo de fusión parcial da lugar a la aparición de una roca mixta, con un componente magmático y otro metamórfico: MIGMATITA
www.mineralienatlas.de
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
6. Procesos & Grado de Metamorfismo
PROCESOS METAMÓRFICOS
1. Recristalización mineral; formación de nuevos minerales en equilibrio frente a las nuevas condiciones físicas (P, Tª). Algunos de estos minerales constituyen minerales índice que permiten reconocer el grado de metamorfismo sufrido por las rocas.
Se forma un nuevo cristal por reorganización interna de los componentes de los cristales preexistentes. Al variar las condiciones del medio (P, Tª), los cristales previos dejan de estar en equilibrio y empiezan a variar su estructura y/o su composición por difusión en estado sólido.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
6. Procesos & Grado de Metamorfismo
• La aparición de minerales índice indica la intensidad de los procesos quegeneran el metamorfismo: Grado de metamorfismo.
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
6. Procesos & Grado de Metamorfismo
PROCESOS METAMÓRFICOS
2. Recrecimiento cristalino (Blastesis); Incremento del tamaño de los minerales como consecuencia de altos valores de Tª. Produce un incremento del grado de cristalinidad de los minerales.
Fuente: www.virtualexplorer.com.au Blastesis en una Andesita (Pérmico; Atienza, Gu)
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
6. Procesos & Grado de Metamorfismo
13/10/2014
14
PROCESOS METAMÓRFICOS
3. Reorientación mineral; reorientación de los minerales planares(filosilicatos) y prismáticos (ciclo- e inosilicatos), disponiéndose paralelos entre sí y perpendiculares a la dirección del esfuerzo principal
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
6. Procesos & Grado de Metamorfismo
PROCESOS METAMÓRFICOS
4. Deshidratación; eliminación de todo el agua existente en el protolito, tanto la contenida en los poros de la roca, como el agua molecular existente en la estructura cristalina. Esta agua pasa a formar parte de los Fluidos Hidrotermales, químicamente muy activos.
Fuente: www.puntofinal.cl
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
6. Procesos & Grado de Metamorfismo
1. Conceptos generales: Deformación y metamorfismo2. La Deformación de las rocas
• Esfuerzo• Curva de esfuerzo-deformación
3. Deformación Plástica (Continua)• Pliegues: Elementos geométricos y clasificación
4. Deformación Frágil (Discontinua)• Diaclasas• Fallas: Elementos y clasificación
5. Terremotos
6. Procesos metamórficos & Grado de Metamorfismo7. Clasificación de las rocas Metamórficas
• Texturas foliadas• Texturas granoblásticas
8. Rocas metamórficas comunes
La Deformación de la corteza y las rocas metamórficasEscuela de Arquitectura
TécnicaGEOLOGÍA
• La textura y la composición mineralógica son los criterios empleados paraclasificar las rocas metamórficas. Se reconocen dos tipos básicos en funciónde la textura: Foliadas y No Foliadas (granoblásticas).
Textura foliada de un esquisto Textura granoblástica de una cuarcita
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
7. Clasificación r. metamórficas
13/10/2014
15
FOLIACIÓN
Hace referencia a la disposición planar que adoptan los minerales o componentes de una roca.
Es característica (no exclusiva) de las rocas metamórficas, especialmente de las que han sufrido metamorfismo regional.
Para que puede producirse foliación en las rocas es necesario la presencia de minerales con hábitos planares (filosilicatos) y/o prismáticos (ciclo- e inosilicatos). Minerales equidimensionales no generan foliación.
La Foliación es provocada por esfuerzos compresivos direccionales que provocan el plegamiento y acortamiento de masas rocosas y la reorientación interna de sus minerales constituyentes
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
7. Clasificación r. metamórficas
Biotita(Filosilicato del grupo de las micas)
Actinolita(Inosilicato del grupo de los anfíboles)
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
7. Clasificación r. metamórficas
Se definen varios tipos de Foliación en función de la mineralogía a la que va asociada y al grado metamórfico que representan:
1. Pizarrosidad (Slaty cleavage): Superficies planares muy próximas y paralelas a favor de las cuales las rocas se lajan en capas muy delgadas y tabulares.
Pizarra
Grado Bajo
TEXTURAS FOLIADAS
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
7. Clasificación r. metamórficas
Grado Medio
2. Esquistosidad (Schistosity): Cuando además de la disposición planarque definen los minerales planos, se produce un recrecimiento del tamaño de los minerales y estos pueden reconocerse a simple vista.
Grado Medio
TEXTURAS FOLIADAS
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
7. Clasificación r. metamórficas
13/10/2014
16
3. Foliación s.s. (Bandeado neísico) Cuando el recrecimiento es máximo y los minerales se reordenan en bandas de colores claros (silicatos leucocráticos) y oscuros (silicatos ferromagnesianos).
Grado Alto
TEXTURAS FOLIADAS
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
7. Clasificación r. metamórficas
Grado Alto
Son texturas de cristales equidimensionales (no hábitos prismáticos ni planares) que se producen por recrecimiento cristalino, mostrando numerosos puntos triples y disolución en los bordes, enriqueciendo los fluidos hidrotermales.
Cuarcita
TEXTURAS GRANOBLÁSTICAS
Está condicionada por la naturaleza del protolito (roca original), siendo éste una roca monomineral (Ej. Caliza, Yeso, Arenisca).
Cuarcita al microscopio
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
7. Clasificación r. metamórficas
1. Conceptos generales: Deformación y metamorfismo2. La Deformación de las rocas
• Esfuerzo• Curva de esfuerzo-deformación
3. Deformación Plástica (Continua)• Pliegues: Elementos geométricos y clasificación
4. Deformación Frágil (Discontinua)• Diaclasas• Fallas: Elementos y clasificación
5. Terremotos
6. Procesos metamórficos & Grado de Metamorfismo7. Clasificación de las rocas Metamórficas
• Texturas foliadas• Texturas granoblásticas
8. Rocas metamórficas comunes
La Deformación de la corteza y las rocas metamórficasEscuela de Arquitectura
TécnicaGEOLOGÍA
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
8. Rocas metamórficas comunes
13/10/2014
17
GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica
8. Rocas metamórficas comunes
Rebolledo de las Torres (Bu)
¿QUÉ PREGUNTO EN UN EXAMEN?
1.- ¿Qué tipo de fracturas se generan por esfuerzos compresivos?
2.- ¿Qué diferencia existe entre diaclasa y falla?
3.- ¿Qué tipo de deformación y de esfuerzo ha sufrido una roca plegada?
4.-¿Qué tipo de estructuras geológicas se generan por esfuerzos distensivos?
6.-¿Cuándo y dónde se producen los terremotos?
7.- ¿Qué caracteriza las texturas granoblásticas?
8.-¿Qué clases de minerales permiten el desarrollo de foliación?
9.-¿Qué proceso/s metamórfico/s aumenta/n el grado de cristalinidad de una roca?
10.-¿Qué es un mineral índice y bajo qué proceso se genera?
11.-¿De qué depende que una roca metamórfica desarrolle una textura foliada o granoblástica?
5.- ¿Qué tipo de esfuerzo y estilo de deformación dan lugar a un pliegue sinclinal