miércoles, 31 de mayo de 2017

ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA DEFORMACION FRAGIL

INDICADORES CINEMATICOS 
Definición: Los indicadores cinemáticos son rasgos de origen tectónico que permiten determinar el sentido del desplazamiento en zonas de cizalle y fallas. Estos rasgos son visibles desde escala microscópica hasta megascópica.

En la actualidad, existe un interés renovado en el estudio de los diferentes criterios para determinar el sentido de movimiento de fallas o criterios cinemáticos. Gran cantidad de autores han dedicado papers específicos al tema, entre los cuales los más usados son el de Petit (1987) y Petit et al. (1983), por la facilidad que presentan para recordar los diferentes criterios. De este modo, criterios tales como el de la suavidad al tacto de una superficie de falla (Billings, 1954; pág. 150), se encuentran en total desuso. Para criterios adicionales y acuñados en idioma castellano el lector es referido al paper de Doblas (1987). Existen además algunos criterios observables en cortes transparentes (Doblas, 1991), pero que no se detallan en estos apuntes, por ser demasiado específicos Los diferentes criterios se basan en la aparición de fracturas secundarias en un experimento de tipo Riedel, en que se somete a cizalle una capa de arcilla húmeda sobre un par de bloques rígidos de madera, que se deslizan paralelamente. Un experimento tal como ese reproduce bien 2 las condiciones de fracturamiento que se dan en la naturaleza, y según sea la orientación y el sentido de deslizamiento de las fracturas se las acostumbra a denominar con iniciales características (figura 7.1a). Así las fracturas R son sintéticas con el movimiento principal, formando un ángulo de unos 15º con la falla principal o media M (“main” o “mean” fault). Las fracturas R’ son conjugadas respecto de las fracturas R , con movimiento antitético respecto de la falla principal, con la cual forma un ángulo de unos 75º. Ambos tipos de fracturas se denominan así en honor a Riedel. Son bisectadas por fracturas de tipo T o tensionales. Las fracturas P obedecen al nombre de “pressure”, debido a que se originan por presión local entre fracturas Riedel. Presentan un ángulo de 15º, pero en sentido contrario a las fracturas R .




EL DATUM
 Para realizar el análisis estructural de un conjunto de fallas es necesario conocer los siguientes datos sobre cada una de las fallas: rumbo, manteo, rake de la estría de falla y sentido del 5 movimiento de la falla a lo largo de la estría. Este último se establece con la ayuda de los criterios cinemáticos enunciados arriba. El conjunto de datos que caracteriza a cada falla constituye un DATUM. Las fallas que no tengan su DATUM completo y fehacientemente determinado no deben utilizarse en el análisis. Asimismo, la recolección de los datos en terreno debe asegurar que ellos correspondan a fallas genéticamente ligadas tanto en el tiempo como en el espacio.


METODO DE LOS DIEDROS 
Este es un método cinemático que trabaja con el DATUM completo perteneciente a cada una de las fallas de la población a analizar. Fue desarrollado por Marrett y Allmendinger (1990) y se basa en el mecanismo de solución de los focos sísmicos, ideado por Stauder (1962) y perfeccionado por Sykes (1967). Establecer la naturaleza de un foco sísmico significa determinar si a lo largo de la falla asociada a ese sismo ha ocurrido una compresión, extensión o transcurrencia. Esto es, si se trata de una falla inversa, normal o de rumbo. Los diedros resultan de trazar un plano auxiliar perpendicular a la falla en consideración. Como a lo largo de un plano de falla el movimiento es de cizalle, se generan dos diedros opuestos por el vértice, en los cuales ocurre acortamiento, y dos diedros en los cuales ocurre extensión. La mejor manera de representar la orientación de los diedros en el espacio es mediante red de Schmidt.


MECANICA DEL FALLAMIENTO: TEORIA Y EXPERIMENTOS


CIRCULOS DE MOHR APLICADOS AL FALLAMIENTO
 Los círculos de Mohr sirven para analizar las condiciones de stress necesarias para que se produzca la ruptura sobre un determinado plano de fractura material (e.g. una falla) o bien sobre un plano de fractura potencial.




CRITERIOS DE FRACTURA 
Tradicionalmente existen dos criterios de fractura más usados: el de Navier - Coulomb y el de Griffith. Mientras el primero analiza las circunstancias macroscópicas que rigen el fracturamiento, el segundo se focaliza en los aspectos microscópicos. 
EL CRITERIO DE NAVIER-COULOMB
 Las condiciones que rigen la ruptura de cizalle de un material, a la vez que el ángulo que forman dos sistemas de fallas conjugadas originados por el mismo campo de stress, pueden ser predichas por el criterio de ruptura de Navier - Coulomb. Para que se produzca ruptura y deslizamiento a lo largo de un plano de falla deben vencerse dos tipos de resistencias: - Resistencia a la fricción. - Resistencia cohesiva.

Envolventes de Mohr Teóricamente, las condiciones de ruptura están regidas por la recta de la ecuación de NavierCoulomb y una serie de círculos de Mohr tangentes. El requisito de tangencia señala las condiciones de stress (sn , t ) necesarias para iniciar la ruptura.Sin embargo, se comprueba en experimentos, que si se toman los valores de sn y t correspondientes a distintos niveles de presión confinante s 3, la función t = f (sn) no es lineal, sino que describe una curva denominada envolvente de Mohr. Se aprecia que 2q crece desde un valor igual a 0º en P1 (condiciones de stress tensional, es decir para sn =-T ), pasando por un valor de 69º en P2, hasta valores de 75º en P3, bajo stress diferencial alto.

SISTEMAS DE FALLAS DE RUMBO


Una falla de rumbo es una falla de cualquier escala a lo largo de la cual la mayor parte del movimiento se realiza en forma paralela a su rumbo.

CARACTERISTICAS GENERALES
Cuando el plano de falla es observable en afloramiento, las estrías y ondulaciones centimétricas a métricas son principalmente subhorizontales. Sin embargo, muchas veces el plano de falla no es accesible a la observación, por lo cual es necesario recurrir a evidencias indirectas. Las fallas de rumbo truncan también rasgos geológicos que pueden servir de referencia, tales como foliación, pliegues, filones, filones-manto, así como también otras fallas. Por ejemplo, a lo largo del Sistema 2 de Falla Izcuña, una de las ramas de la Falla de Atacama, en la Segunda Región de Chile, el desplazamiento lateral de plutones de pequeño tamaño, datados y mapeados con precisión, se ha empleado con éxito para determinar movimientos kilométricos a lo largo de las distintas fallas que conforman dicho sistema. También está el ejemplo de la Falla Sierra de Varas, para la cual se ha determinado un desplazamiento sinistral de 15,4 km, sobre la base del desplazamiento de un plutón. Las Fallas de rumbo yuxtaponen terrenos de muy diferentes litología, facies, edad, origen y estructuras. Un ejemplo de yuxtaposición de terrenos de muy diferente litología se tiene a lo largo de la Falla Sierra de Varas en la Segunda Región. Se trata de una falla de rumbo de orientación norte-sur que pone en contacto rocas sedimentarias jurásicas al oeste con macizos graníticos del Paleozoico superior al este. En el caso de las rocas sedimentarias, las fallas de rumbo yuxtaponen facies muy distintas de una misma cuenca. Típicamente se verifica un desplazamiento horizontal de la fuente respecto de sus depósitos asociados. También, en las secuencias sedimentarias asociadas a fallas de rumbo, se observan fuertes cambios verticales en el tamaño de los clastos o bien en su litología.



DESLIZAMIENTO CONVERGENTE 
 Cuando los movimientos transcurrentes se presentan acompañados de convergencia de ambos bloques se dice que ocurre una transpresión. Se observan estructuras con las siguientes características: -Pronunciado desarrollo de pliegues “en-echelon”. -Presencia de fallas inversas subparalelas a los ejes de los pliegues. -Formación de fallas inversas en “hoja de palma”

DESLIZAMIENTO DIVERGENTE 
En el movimiento divergente las estructuras extensionales dominan sobre las compresionales y en este caso se habla de transtensión. Presentan las siguientes características: - Los pliegues están ausentes. - Desarrollo de fallas normales. - Formación de fallas normales con forma de “tulipán” en sección transversal. - Se forman cuencas extensionales denominadas cuencas “pull-apart”.


SISTEMAS DE FALLAS CONTRACCIONALES

Definición: Consisten en sistemas o en familias de fallas inversas que generalmente ocurren juntas en los cinturones de plegamiento y fallamiento o cinturones orogénicos“fold-and-thrust belts”.

Sobrescurrimiento: Es una falla inversa de bajo ángulo que generalmente se canaliza por un nivel estratigráfico más blando o incompetente. El sobrescurrimiento puede aumentar su manteo cuando corta una secuencia sedimentaria hacia arriba, a través de niveles más duros o competentes.

Antepaís Es una zona estable, marginal a un cinturón orogénico, hacia la cual las rocas del cinturón orogénico se plegaron y sobrescurrieron. Comprende sobrescurrimientos “thin-skinned” que no involucran al basamento.

Traspaís Se refiere al interior del cinturón orogénico. Allí, la deformación involucra niveles más profundos de la corteza. En los cinturones montañosos de borde continental, el traspaís incluye todo el espacio comprendido entre el cinturón orogénico y el arco magmático.

Tectónica thin-skinned Clásicamente este término se ha aplicado a la deformación de estratos sedimentarios (cobertura ) por sobre rocas de basamento (zócalo ) no deformadas. Se encuentran Definición: Consisten en sistemas o en familias de fallas inversas que generalmente ocurren juntas en los cinturones de plegamiento y fallamiento o cinturones orogénicos“fold-and-thrust belts”. separados por un nivel de despegue. Cuando el terreno despegado es de gran magnitud, recibe el nombre de napa.

Tectónica thick-skinned La definición clásica del término involucra deformación de basamento según fallas inversas de alto ángulo.

Alóctono Se usa para un paquete de rocas que se ha movido tectónicamente lejos de su lugar de depositación original. Se usa en términos relativos tales como:” estas rocas son alóctonas respecto a estas otras...” (figura 4.1).

Autóctono Se refiere a rocas que han tenido escaso movimiento respecto de su lugar de formación original (figura 4.1).

Klippe Es un bloque aislado de roca, que alguna vez formó parte de un terreno alóctono o napa, y que ha quedado aislado por la erosión, en una posición de avanzada respecto al resto de la napa (figuras 4.1).

Ventana Viene del Alemán, “fenster”
. Se usa para designar una depresión labrada por la erosión en terrenos de una napa, dejando al descubierto los terrenos autóctonos (figura 4.1).










CARACTERISTICAS DE UN CINTURON DE PLEGAMIENTO Y SOBRESCURRIMIENTO Las características generales de un cinturón de plegamiento y sobrescurrimiento son las siguientes: -Franja lineal o arqueada de pliegues y sobrescurrimientos de bajo ángulo. -Se forman en secuencias sedimentarias subhorizontales o con forma de cuña. -Los sobrescurrimientos y pliegues se dirigen generalmente hacia el continente. -El nivel de despegue mantea levemente (1º a 6º) hacia el interior del cinturón orogénico. -Constituyen el resultado del acortamiento y engrosamiento tectónico de sedimentitas en la zona de antepaís. Una característica general de un cinturón orogénico es que la deformación procede desde el interior hacia el exterior, es decir desde el traspaís hasta el antepaís. Los sobrescurrimientos más internos se observan plegados y deformados a causa de los más externos, formando lo que se denomina “Piggi-back thrust sequence”. Los detritos derivados de la erosión del cinturón de plegamiento y sobrescurrimiento se depositan en una cuenca de antepaís. Esta cuenca es asimétrica a causa del hundimiento del cinturón de plegamiento, provocado por su aumento de espesor.

SISTEMAS DE FALLAS EXTENSIONALES

Una falla extensional es una falla normal según la cual el bloque colgante desciende respecto del bloque yacente. Las estrías de la falla son paralelas o subparalelas a la dirección del manteo de la falla.
Los sistemas extensionales pueden ocurrir afectando a gran parte de la Corteza terrestre o bien asociados a otras estructuras o procesos geológicos específicos. - Afectando a gran parte de la Corteza terrestre: · Sistemas de rift intracontinentales. · Sistemas de dorsales meso-oceánicas. · Márgenes continentales pasivos. · Cuencas de tras-arco. · Márgenes continentales colapsantes. - Asociados a otras estructuras o procesos geológicos: · En deltas progradantes. · En la parte superior de diapiros ígneos o salinos. · Como estructuras subsidiarias asociadas a fallas transcurrentes. FALLAS EXTENSIONALES EN PERFIL La visión del perfil de una falla consiste en una sección perpendicular al rumbo de la falla. Según la geometría del perfil de las fallas extensionales y su efecto sobre los estratos u otras fallas, se distinguen cuatro grupos: fallas planas no rotacionales, fallas planas rotacionales, fallas lístricas y combinación de fallas planas. Finalmente se distinguen casos más complicados. Fallas planas no rotacionales. Como su nombre lo indica, no rotan ni los estratos ni las fallas. El perfil de las fallas es recto y de un valor de manteo alto, el cual se mantiene constante. Se asocian a una extensión de poca monta, generando el típico relieve de horst y graben.
Fallas lístricas En el caso de las fallas lístricas rotan tanto los estratos como las fallas en el bloque colgante. Es característico de las fallas lístricas el hecho de que el valor de su manteo disminuya hacia abajo, hasta hacerse asintóticas a un horizonte de despegue. Se transforma, de este modo, en una falla de despegue. Definición: Se denomina falla de despegue o “detachement fault” a una falla de bajo ángulo que marca un límite mayor entre rocas no falladas abajo, y un bloque colgante arriba, que se presenta comúnmente deformado y fallado. En una falla de despegue extensional, rocas jóvenes se colocan tectónicamente sobre rocas antiguas, a diferencia de las fallas de despegue compresionales, en las cualesrocas antiguas se colocan sobre rocas más jóvenes. Existen evidencias tanto directas como indirectas que permiten inferir la presencia de una falla lístrica. Entre las evidencias directas se cuenta: -Definición de la posición exacta de las fallas, según sondajes, por ejemplo en un campo petrolífero. -Definición exacta de los afloramientos, con relieve suficiente que permita determinar la posición de la falla en profundidad. Esta es una situación poco usual. -Definición de la falla por sísmica de refracción y reflexión. Entre las evidencias indirectas que permiten inferir la existencia de una falla lístrica se cuenta: - La disposición fuertemente curvada de la superficie de las fallas. - Incremento del manteo de los estratos con la profundidad conjuntamente con la aparición de un anticlinal de colapso o “rollover anticline”. - Basculamiento diferencial entre bloques de fallas imbricadas. El basculamiento es cada vez más pronunciado en el sentido del manteo de las fallas. -Presencia de sucesiones estratigráficas progradantes, con lutitas de gran espesor (dúctiles) por debajo de areniscas (frágiles). En este caso, las lutitas constituyen un probable nivel de despegue.

viernes, 12 de mayo de 2017

Los cristales

LOS CRISTALES Un cristal es un sólido que presenta un patrón de difracción no difuso y bien definido.1 La palabra proviene del griego krystallos. Inicialmente el nombre provenía de "kryos" que significa frío, aludiendo a la formación del hielo a partir del agua. Posteriormente el nombre cambió de connotación al referirse más bien a la transparencia, por lo que los griegos dieron el nombre "krystallos" al cuarzo, creyendo inicialmente que se trataba de una variedad de hielo que no se licuaba a temperatura ambiente.2 La mayoría de los cristales naturales se forman a partir de la cristalización de gases a presión en la pared interior de cavidades rocosas llamadas geodas. La calidad, tamaño, color y forma de los cristales dependen de la presión y composición de los gases en dichas geodas (burbujas) y de la temperatura y otras condiciones del magma en el que se formen. Aunque el vidrio se suele confundir con un tipo de cristal, en realidad no posee las propiedades moleculares necesarias para ser considerado como tal; el vidrio, a diferencia de un cristal, es amorfo. Los cristales se distinguen de los sólidos amorfos no solo por su geometría regular, sino también por la anisotropía de sus propiedades, que no son las mismas en todas las direcciones, y por la existencia de elementos de simetría. Los cristales están formados por la unión de partículas dispuestas de forma regular siguiendo un esquema determinado que se reproduce, en forma y orientación, en todo el cristal y que crea una red tridimensional. En un cristal, los átomos e iones se encuentran organizados de forma simétrica en redes elementales, que se repiten indefinidamente formando una estructura cristalina. Estas partículas pueden ser átomos unidos por enlaces covalentes, como el diamante y los metales, o iones unidos por electrovalencia, como el cloruro de sodio. En otras palabras, los cristales podrían considerarse moléculas colosales, que poseen tales propiedades, a pesar de su tamaño macroscópico. Por tanto, un cristal suele tener la misma forma de la estructura cristalina que la conforma, a menos que haya sido erosionado o mutilado de alguna manera. Del estudio de la estructura, composición, formación y propiedades de los cristales se ocupa la cristalografía. Tipos de cristales[editar] Cristales sólidos Cristales luminosos Cristales iónicos Cristales covalentes Cristales moleculares Cristales metálicos

jueves, 11 de mayo de 2017

Memorama: El stress en las rocas

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Rocas volcánicas

ROCAS VOLCÁNICAS se originan cuando los magmas enfrían en la superficie terrestre, a temperaturas y presiones bajas. En estas condiciones el enfriamiento es muy rápido con lo que los cristales disponen de muy poco tiempo para formarse y crecer. El resultado son rocas constituidas por una masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia amorfa sin cristalizar (vidrio). Al originarse en la superficie, donde la presión es baja, pueden adquirir un aspecto esponjoso. Es común clasificar las rocas volcánicas en función de su composición química. Una roca muy frecuente y fácil de reconocer por sus tonos oscuros es el basalto. La riolita, por el contrario, presenta tonos claros. Independientemente de su composición, podemos agrupar los materiales volcánicos en: Volátiles (gases) Piroclastos, fragmentos rocosos . Se trata del material fundido que es lanzado al aire durante la actividad volcánica y que enfría al caer en forma de lluvia. Los trozos de pequeño tamaño son las cenizas volcánicas Llamamos a los de mayor tamaño escorias (son parecidas a las de los hornos de carbón).Cuando adquieren aspecto redondeado se llaman bombas volcánicas. Coladas, materiales más o menos continuos formados tras el enfriamiento de la lava que fluye desde la boca de erupción. En ocasiones la lava se retuerce mientras se enfría originando las lavas cordadas. La piedra pómez es una variedad de lava particularmente esponjosa (es tan ligera que flota en el agua). El vidrio volcánico se llama obsidiana. Tiene color oscuro y un brillo vítreo característico. Los magmas también pueden cristalizar en el interior de grietas o fracturas en las que las presiones y temperaturas no son tan elevadas como las que soportan las rocas plutónicas durante su formación, ni tan bajas como las de las rocas volcánicas. En este caso las rocas resultantes se denominan ROCAS FILONIANAS. Se llaman pórfidos a las rocas que presentan grandes cristales de un mineral envueltos en una "pasta" de pequeños cristales de otros minerales. Las pegmatitas se reconocen fácilmente por presentar grandes cristales de cuarzo, feldespatos y micas.

jueves, 4 de mayo de 2017


Bienvenidos, esta pagina esta dirigida a todo el publico interesado en el tema de geotecnia. Aquí encontraras información muy útil.