Curso de Geologia Par No. 1

8/18/2019 Curso de Geologia Par No. 1

1/23

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENACATEDRA DE GEOLOGÍA PARA INGENIEROS

JORGE CORRALES CELEDON – INGENIERO HIDROGEOLOGO 1

GEOLOGÍA PARA INGENIEROS

INDICE

1.

ROCAS Y SU FORMACION ............................................................................................................................ 2

1.1 CONCEPTOS Y DEFINICIONES ............................................................................................................................... 2 1.2

ORIGEN DEL UNIVERSO ......................................................................................................................................... 2 1.3 ESTRELLAS DEL UNIVERSO ................................................................................................................................... 2 1.4 EL SOL ................................................................................................................................................................... 3 1.5 ORIGEN DE LA TIERRA .......................................................................................................................................... 4

1.6

ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DEL GLOBO .......................................................................................................... 4

2.

CLASIFICACION DE LAS ROCAS .............................................................................................................. 6

2.1 ROCAS ÍGNEAS ...................................................................................................................................................... 6 2.1.1 Introducción ............................................................................................................................................... 6 2.1.2 Origen ........................................................................................................................................................... 7 2.1.3 Origen de los Magmas .......................................................................................................................... 8

2.2 ROCAS METAMÓRFICAS ...................................................................................................................................... 11 2.2.1 Introducción ............................................................................................................................................. 11 2.2.2 Origen ......................................................................................................................................................... 11 2.2.3 Clasificación ............................................................................................................................................. 12

2.3 ROCAS SEDIMENTARIAS ..................................................................................................................................... 13 2.3.1 Introducción ............................................................................................................................................. 13 2.3.2

Origen ......................................................................................................................................................... 13

2.3.3 Clasificación ............................................................................................................................................. 17

3. TECTONICA DE PLACAS Y DERIVA CONTINENTAL ..................................................................... 17

3.1

TECTONISMO ........................................................................................................................................................ 17 3.2 DERIVA CONTINENTAL ......................................................................................................................................... 18 3.3 FOSAS DEL PACIFICO ........................................................................................................................................... 18 3.4 ORIGEN DE LOS CONTINENTES .......................................................................................................................... 19 3.5

TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL ............................................................................................................... 20 3.6 GONDWANA Y PANGEA ........................................................................................................................................ 20 3.7 FALLA GEOLÓGICA............................................................................................................................................... 21 3.8 DIACLASAS ........................................................................................................................................................... 22

3.9

TERREMOTO ......................................................................................................................................................... 23


2/23



1. ROCAS Y SU FORMACION

1.1 Conceptos y Definiciones

Mineral: Sustancia sólida inorgánica de origen natural que tiene una composiciónquímica determinada o varía entre unos márgenes estrechos.

Roca: Agregado natural de uno o más minerales.

1.2 Origen del universo

La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 12.000 y 15.000millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zonaextraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada congran energía en todas direcciones.

Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrasemás en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primerasgalaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.

Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desdeun instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momentocero del origen del Universo, llamado "singularidad".

1.3 Estrellas del Universo

Las estrellas son masas de gases, principalmentehidrógeno y helio, que emiten luz. Se encuentran atemperaturas muy elevadas. En su interior hay reaccionesnucleares.

Vemos las estrellas, excepto el Sol, como puntos luminososmuy pequeños, y sólo de noche, porque están a enormesdistancias de nosotros. Parecen estar fijas, manteniendo lamisma posición relativa en los cielos año tras año. Enrealidad, las estrellas están en rápido movimiento, pero adistancias tan grandes que sus cambios de posición seperciben sólo a través de los siglos.

El número de estrellas observables a simple vista desde la Tierra se ha calculado enunas 8.000, la mitad en cada hemisferio. Durante la noche no se pueden ver más de2.000 al mismo tiempo, el resto quedan ocultas por la neblina atmosférica, sobre todocerca del horizonte, y la pálida luz del cielo.


3/23



Los astrónomos han calculado que el número de estrellas de la Vía Láctea, la galaxia ala que pertenece el Sol, asciende a cientos de miles de millones.

Como nuestro Sol, una estrella típica tiene una superficie visible llamada fotosfera, unaatmósfera llena de gases calientes y, por encima de ellas, una corona más difusa y unacorriente de partículas denominada viento estelar. Las áreas más frías de la fotosfera,que en el Sol se llaman manchas solares, probablemente se encuentren en otrasestrellas comunes. Esto se ha podido comprobar en algunas grandes estrellas próximasmediante interferometría.

La estructura interna de las estrellas no se puede observar de forma directa, pero hayestudios que indican corrientes de convección y una densidad y una temperatura queaumentan hasta alcanzar el núcleo, donde tienen lugar reacciones termonucleares.

Las estrellas se componen sobre todo de hidrógeno y helio, con cantidad variable deelementos más pesados.

1.4 El Sol

Es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elementodel Sistema Solar. Las estrellas son los únicos cuerpos delUniverso que emiten luz. El Sol es también nuestraprincipal fuente de energía, que se manifiesta, sobre todo,en forma de luz y calor.

El Sol contiene más del 99% de toda la materia delSistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoriasobre los planetas y los hace girar a su alrededor.

El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tienecombustible para 5.000 millones más. Después,comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja.Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, quepuede tardar un trillón de años en enfriarse.

Datos básicos El Sol La Tierra

Tamaño: radio ecuatorial 695.000 km. 6.378 km.

Periodo de rotación sobre el eje de 25 a 36 días * 23,93 horas

Masa comparada con la Tierra 332.830 1

Temperatura media superficial 6000 º C 15 º C

Gravedad superficial en la fotosfera 27,4 m/s2 9,78 m/s2


4/23



El periodo de rotación de la superficie del Sol va desde los 25 días en el ecuador hastalos 36 días cerca de los polos. Más adentro parece que todo gira cada 27 días.

El Sol (todo el Sistema Solar) gira alrededor del centro de la Vía Láctea, nuestragalaxia. Da una vuelta cada 200 millones de años. Ahora se mueve hacia laconstelación de Hércules a 19 Km./s.

1.5 Origen de la Tierra

Teoría de Buffon: Formación de los planetas comoconsecuencia de una colisión del sol con otras estrellas yde la agregación posterior de los fragmentos dispersosatrapados en órbitas solares.

Kant y Laplace: El sol se condenso en el centro de undisco gaseoso en rotación y de cuyos anillos externos secondensaron los planetas.

Maxwell: Demostró que si el Sistema Solar hubiera sidodistribuido en forma gaseosa, la fuerza de gravedad nohubiese podido retener las partículas y los gases seperderían en el espacio por efecto de fuerza centrifuga

Urey: Encontró que el sol tenía una composición muy diferente de los planetas y que la

mayor parte del gas primitivo debió haberse disipado en el espacio y condensado conuna masa suficiente para retener minerales más pesados y formar los planetas. En elproceso de unión de partículas más pesadas se produjo procesos de fusión provocandoelementos aún más pesados, en el caso particular de la Tierra ha pasado de un estadolíquido según se deduce por su estructura estratificada. Esta fusión es tambiénconsecuencia de la acumulación de calor producida por la desintegración de elementosradioactivos, cuya concentración en esta época era 15 veces mayor que ahora.

La formación de la tierra data de unos 4.500.000.000, cifra que resulta de extrapolar laedad de las rocas más antiguas de la superficie terrestre (3.500.000.000). cifra quecoincide con la edad de solidificación de los meteoritos y las piedras lunaresdeterminadas por métodos radioactivos.

1.6 Estructura y composición del globo

Introducción: Las ideas estructurales sobre la composición de la tierra y distribuciónde los materiales han sido establecidas como resultado de las investigacionesgeológicas y geofísicas llevadas a cabo en este siglo. La profundidad total del globo esde 6.370 km.


5/23



Interior: Está conformado por las mismas sustancias que constituyen los meteoritos, osea una fase metálica de hierro, una fase silicática y una fase de sulfuro de hierro.Estas fases están distribuidas en tres capas principales: núcleo, manto y corteza.

Núcleo: Es la fase metálica cuyo diámetro es de 3.470 Km y se separa del manto poruna discordancia de primer orden (así llamada por el salto que se produce en las

velocidades de las ondas sísmicas longitudinales P quepasan de 13.7 a 8 km./s) los sulfuros están diseminadosa ambos lados de la discontinuidad. La materia del núcleose halla en estado de fusión debido a las condiciones depresión y temperatura. A 1300 km. del centro hay otrosalto en las velocidades que indica un cambio de fase. Lastemperaturas del núcleo interior pueden llegar a los 6.650°C y su densidad media es de 13.

El núcleo interno irradia continuamente un calor intensohacia afuera, a través de las diversas capas concéntricasque forman la porción sólida del planeta. La fuente deeste calor es la energía liberada por la desintegración deluranio y otros elementos radiactivos. Las corrientes deconvección dentro del manto trasladan la mayor parte dela energía térmica de la Tierra hasta la superficie

Manto: Material sólido formado principalmente por silicatos de hierro y magnesio, seextienden desde la base de la corteza hasta 2.900 kilómetros a 1000 km. de

profundidad existe una discontinuidad de segundo orden lo que divide esta capa enmanto superior y manto inferior que muestra indicios de corriente convectivas alinterior de la masa con velocidades de 1 cm /año. El manto superior se compone dehierro y silicatos de magnesio como el olivino y el inferior de una mezcla de óxidos demagnesio, hierro y silicio.

Corteza: es una capa muy delgada y está separada del manto por la discontinuidad demohorovicic, cuya profundidad promedio es de 30 km. debajo de los continentes y 5 a10 km debajo de los fondos oceánicos. Esta capa alcanza los 60 km. por debajo de lascadenas montañosas recientes (Andes, Alpes, Sierra Nevada). La corteza estácompuesta en su parte inferior de silicatos (olivino y piroxenos) y una zona superior decomposición granítica (Feldespato, Cuarzo, Micas) y finalmente una película de material

sedimentario que cubre gran parte de la superficie terrestre.

Se extiende hasta los 100 km de profundidad. Las rocas de la litosfera tienen unadensidad media de 2,7 veces la del agua y se componen casi por completo de 11elementos, que juntos forman el 99,5% de su masa. El más abundante es el oxígeno,seguido por el silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio, magnesio, titanio,hidrógeno y fósforo. Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades menores del


6/23



0,1: carbono, manganeso, azufre, bario, cloro, cromo, flúor, circonio, níquel, estroncioy vanadio. Los elementos están presentes en la litosfera casi por completo en forma decompuestos más que en su estado libre.

La corteza se divide en unas doce placas tectónicas rígidas que flotan sobre rocasplásticas y parcialmente fundidas de la astenosfera, de 100 km de grosor, permiten alos continentes trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse.

Entre la discontinuidad de Mohorovicic (D.M.) y la discordancia de segundo orden de los1000 km de profundidad, se inicia gran parte de los procesos geológicos que sedesarrollan en la corteza.

No obstante la D.M. a pesar de ser un cambio importante en la composición del interiorde la tierra y ser considerada el límite de la corteza, según observaciones realizadas por

Gutenberg a unos 100 km de la superficie hay una disminución de la velocidad de lasondas sísmicas que se interpreta como una zona de fusión parcial del manto; aconsecuencia de esto algunos autores definen esta zona como el límite de la litosfera ymencionan que la parte del manto que está en contacto con la D.M. participa en losprocesos tectónicos, magnéticos y metamórficos propios de la corteza.

2. CLASIFICACION DE LAS ROCAS

El ciclo litológico o ciclo de las rocas es un conceptode geología que describe las transiciones de materialen el tiempo geológico que permiten que toda rocapueda transformarse en uno de estos tres tipos:

rocas sedimentarias, rocas metamórficas yrocas ígneas. Las rocas pueden pasar por cualquierade los tres estados cuando son forzadas a romper elequilibrio. Una roca ígnea como el basalto puedepartirse y disolverse cuando se expone ala atmósfera, o volver a fundirse al subducir pordebajo de un continente. Debido a las fuerzasgeneradoras del ciclo de las rocas, las placastectónicas y el ciclo del agua, las rocas no puedenmantenerse en equilibrio y son forzadas a cambiar ante los nuevos ambientes. El ciclode las rocas es un modelo que explica como los tres tipos de rocas provienen de algún

otro, y como el proceso cambia un tipo a otra a lo largo del tiempo.

2.1 Rocas Ígneas

2.1.1 Introducción

Aproximadamente el 65 % de la corteza terrestre son rocas ígneas (ignis = fuego),formadas principalmente por consolidación de silicatos fundidos o magmas.


7/23


8/23



La diferenciación de los magmas no solo se produce por mezcla con las rocascircundantes, sino también por cristalización fraccionada del magma en sus primerasfases que consiste en empobrecimiento de líquido en ciertos elementos yenriquecimiento en otros. Esto lo explica la teoría de Bowen (1928) y se funda en quelos principales minerales que precipitan en un magma de composición basáltica sonpobres en silicio, álcalis y e hidrogeno y más ricos en magnesio, hierro y calcio, lo cualproduce en el magma a medida que progresa la cristalización un incremento en losprimeros y una disminución en los segundos. Al cambiar la composición del magmacambia también los minerales que de él se forman, lo que se expresa en las llamadasseries de reacción:

En este proceso hay dos series que cristalizan paralelas, una correspondiente a losminerales llamados máficos (ricos en Mg y Fe, de color oscuro) llamada discontinuadebido al cambio brusco de minerales en su composición y estructura cristalina y otros

de color claro llamado plagioclasa (ricos en Ca y Na) denominada continua debido a queel cambio de fase ocurre de forma gradual manteniendo la misma estructura cristalina.

Uno de los factores importantes que rigen la aparición o no de los minerales es el gradode fraccionamiento si este es nulo los minerales formados quedan en contacto con lafracción liquida y en equilibrio formara de este magma basáltico será una única rocacompuesta por plagiolasa cálcica, piroxeno y posiblemente olivino. Si el fraccionamientoes grande se formara una sucesión de rocas con composición cada vez más ácida queeventualmente formara un líquido residual de composición granítica con cristales decuarzo, feldespato sódico, feldespato potásico y micas.

La composición típica promedio de las ricas ígneas las dividen según su relacióncatión/anión, con base en esta relación los basaltos y gabros sean considerado comobásicos y el granito y las riolitas cuya relación catión/anión es menor sean consideradascomo ácidas, así mismo las dacitas (tonalitas) y dioritas (andesita) son consideradasquímicamente como intermedias.

2.1.3 Origen de losMagmas

Las rocas ígneas que afloran enla superficie terrestre han sidoformadas en las distintas épocas

de la tierra desde que seconsolido la corteza, aun así lasrocas ígneas más antiguas seencuentran en las rocassedimentarias con edades de2.7 mil millones de años. Entrelos magmas basálticos y


9/23



graníticos hay una diferencia hay una diferencia fundamental debido a su formación yaque los primero procede de los niveles infracorticales o inclusive del manto superior ylos líquidos graníticos se forman a niveles más altos dentro de la capa graníticacontinental y en parte de sedimentos hundidos en la corteza en cadena de plegamiento.Ambos son considerados magmas primarios.

En cuanto a las rocas intermedias se forman por la cristalización fraccionada del magmabasáltico o por acidificación de estos magmas como resultado de la incorporación yasimilación de la roca supracortical o ambos mecanismos combinados.

Pegmatitas: En las etapas finales de la diferenciación los magmas de composicióngranítica forma un líquido residual rico en sílice, álcalis y volátiles, pobre el magnesio,hierro y calcio, denominado magma pegmatítico, que cristaliza a temperaturas de 500 a600 inferior granito. Las pegmaitas consolidan en las fisuras del batolito o de la roca

encajante formando filones de pegmatita.

Pneumatilitos gas: Son soluciones acuosas pobres en silicatos que estánpresumiblemente en estado gaseoso a temperaturas entre 400 y 500 ºC, que permitesu fusión dentro de las rocas produciéndose reacciones entre el mal material intruido yel material encajante, los cambios producidos durante este proceso se llamametasomatismo.

Soluciones Hidrotermales: Los líquidos hidrotermales que se escapa magmaconsolidado tienen una temperatura de 700 a 800 º C. Está compuesto principalmentede agua con un contenido alto en cloruros y CO2. Se forma a profundidades entre los 5

o 6 km. con presiones de más de 2000 bar, su composición puede ser ácido a básica yarrastra minerales en solución (Mn, Co, Fe, Ni, Sn, Zn, C, Pb, Hg, etc.)

La capacidad de transporte de las soluciones hidrotermales explica las concentracionesde algunos yacimientos minerales en la corteza terrestre como por ejemplo losyacimientos de Plomo (PbS: Galena) y cobre (FeCuS2:Calcopirita) asociados a sulfuros.

Tipos de Volcanes Según su Forma

Volcanes de Escudo: Se forman en lugaresdonde la lava es expulsada de forma fluida.Su base es muy amplia con pendiente

suave, resultado de diferentes coladas ymagazas poco viscosos.

Volcanes de Conos de Ceniza: Se formanen lugares donde las erupciones son de tipoexplosivo con abundancia de materialespiroclásticos (cenizas, lapilli, etc...).


10/23



Volcanes compuestos o estratovolcán: es de tipo cónico y de gran altura,compuesto por múltiples capas de lavaendurecida, piroclastos alternantes(surgidos por una alternancia de épocas deactividad explosiva y de corrientes de lavafluida) y cenizas volcánicas.

Erupciones Fisúrales: Son las que seoriginan a lo largo de una rotura de lacorteza terrestre y que pueden medir varioskilómetros. Las lavas que fluyen a lo largode la rotura son fluidas y recorren grandes

extensiones formando amplias mesetas con un kilómetro a más de espesor y miles dekilómetros cuadrados de superficie.

Clasificación de las rocas ígneas

Las principales rocas ígneas abarcan una gama de composición, siendo la masimportantes entre las rocas plutónicas: granito, diorita y grabo y sus correspondientevolcánicas: riolita, dacita, andesita y basalto.

------------------------ Si + Na + K --------------------- ←←←←---------------------- Mg + Ca + Fe ----------------------

Ultrabásica Básica Intermedia Acidas Alcalinas

ComposiciónTextura

OlivinoPiroxeno

Horblenda

Plagioclas Ca(Na)

PlagioclasaNaCa

OrtoclasaPlagioclasa Na(Ca)

Ortoclas Nefelina(Leucita) Horblenda

NaEf usivas

Volcánicas - Basalto Andesita Riolita (Liparita)Fonolito

Basalto nefelinicoBasalto Leucitico

Basanita

Intru

Hipoabisales Picrita Diabasa Pórfiroandesitico

Pórfiro Dioritico

Pórfiro rioliticoPórfiro granitico

PórfiroDolerita nefelínica

siva

PlutónicasDunita

PeridotitaHorblenda

GabroNorita Diorita Granito

Sienita nefelínica

Essexita Theralita


11/23



2.2 Rocas Metamórficas

2.2.1 Introducción

Son aquellas que proceden de la transformación de rocas preexistentes por cambios enla presión y/o temperatura por acción principalmente de acenso de fluidos procedentesdel manto.

2.2.2 OrigenLa mayoría de los cambios metamórficos ocurren en estado sólido cuando la roca estacaliente, bajo la gran presión y penetrada por gases y roca derretida; lo que produceaumento en el tamaño del grano y/o la formación de nuevos minerales.

Algunos cambios en la roca producto del

metamorfismo son solamente físicos elcual puede ser una nueva disposición ocomposición de los granos, por lo tantoel origen de una roca metamórficasupone una respuesta de los minerales alas nuevas condiciones ambientalesdando como resultado la neoformaciónde minerales, la orientación de granos ydeformaciones mecánicas.

Se considera que el metamorfismo seinicia a temperaturas de 250 a 300 ºC

que corresponde a profundidades entre los 8 y 10 km.

En rocas sedimentarias el proceso se inicia conla deshidratación de las rocas arcillosas y sucompactación y la formación de hidrosilicatosen materiales arenosos.

Las causas que producen el metamorfismo soncambios importantes en presión ytemperatura, como factor físico predominantese puede tener varios tipos de metamorfismo

Metamorfismo de carga: Conjunto decambios estructurales y mineralógicos queprovoca la presión, debida exclusivamente alpeso de minerales sedimentarios que descansasobre una roca determinada. Este tipo demetamorfismo no tiene ningún tipo de relación


12/23



con los procesos orogénicos.

Metamorfismo de contacto o térmico: Este tipo de metamorfismo estácaracterizado por el aumento importante en la temperatura sin que la presión varíesignificativamente. Está ligado con la presencia de intrusiones magmáticas que son lasresponsables de la variación térmica. En este tipo de metamorfismo es común observarla aparición de una aureola de metamorfismo en el punto de contacto entre el intrusivoy la roca parental.

Metamorfismo Dinámico: Este tipo de metamorfismo se caracteriza por el aumentoimportante de presión (orientada) sin que se presente cambios importantes en latemperatura.

El metamorfismo dinámico presenta principalmente cambios estructurales más que

mineralógicos y es responsable de la esquistocidad de las rocas y está relacionada azona de falla.

Metamorfismo regional: Tipo de metamorfismo producido por aumento importantede temperatura y presión. Este metamorfismo está ligado a los geosinclinales queevolucionan hasta formar cordilleras montañosas.

2.2.3 Clasificación

Según la roca de origen sepuede añadir a la rocametamórfica el prefijo:

Para: para las rocas de origensedimentario

Orto: para las rocas de origenÍgneo

Poli: para las rocas de origenMetamórfico

Las rocas metamórficas se pueden dividir según el grado del cambio ocurrido porefectos de la presión y la temperatura:

Una lutita puede pasar a una pizarra (metamorfismo de bajo grado), esquisto degrado medio bajo (cericítico, clorítico, tremolíticos, verdes y micaceo), Micasitas, gneis (anfibolítico: dioritas y granodioritas) (moscobitico) (globular: porfido) (gradoalto) (con feldespato, granate y piroxeno)


13/23



Dinámico Dinamotérmico (regional) Térmico (Contacto)MaterialOriginal

Rocas ígneas Lutitas(Limolitas)

Grauvaca Cuarcita Caliza Lutita (Limolita)

Grado de Metamor-↓ fismo

Brechatectónica

Ultramilonita

PizarraFilita

MicasitaGneis

Granulita

Metagrauvaca

Gneis

Granulita

Metacuarzita Calizacristalina(Mármol)

Hornfels

2.3 Rocas Sedimentarias

2.3.1 Introducción

Rocas secundarias que se forman a partir deotras rocas que se encuentran en contacto con lasuperficie terrestre y son el producto de laatmósfera y la hidrosfera sobre estas.

2.3.2 OrigenLa transformación de las rocas preexistentes aligual que las rocas metamórficas es unarespuesta a las nuevas característicasambientales (presión temperatura, humedad),distintas las que rodearon a la roca primitiva.

Los agentes geológicos externos tienden a destruir las zonas prominentes de la tierra ytrasladar estos materiales a las zonas deprimidas llamadas cuencas sedimentarias.

Los parámetros Ph y Eh son más variables y ejercen más influencia en los procesossedimentarios que en los ígneos y metamórficos.

El conjunto de procesos que permite la formación de las rocas sedimentarias constituyeel ciclo sedimentario que consta de las siguientes etapas:

2.3.2.1

Meteorización

Es el conjunto de procesos externos que provocan la alteración de las rocas

superficiales, produce la descomposición química total o parcial de los minerales lo cualproduce diminución en la ligación de estos. La meteorización puede ser Mecánica ofísica, química y biológica.

Desde el punto de vista geoquímica los cambios experimentados en esta fase son losmás importantes, estos cambios son generalmente exotérmicos pues liberan parte de laenergía interna acumulada en los retículos cristalinos durante su formación a altas


14/23



temperaturas magmáticas o metamórficas; para formar nuevos minerales en equilibriocon las temperaturas de la superficie terrestre.

En conclusión se trata de un ajuste a las nuevas condiciones termodinámicascaracterizadas por baja presión y bajas temperaturas.

Las rocas expuestas a la meteorización no están en equilibrio con el medio ambiente,pero debido a su baja velocidad de transformación se encuentra en equilibriometaestable por tiempo indefinido, al menos que ciertos factores aceleren la reacción.

Meteorización Mecanica: se puede producir por distintos tipos:

Gelivación: Proceso en el cual el agua rellena las grietas de la roca y que por undescenso en la temperatura (0 ºC) esta se congela, lo cual produce un aumento de

volumen en un 9% y hace que el hielo actúe como una cuña que termina fracturando laroca.

Temperatura: Los cambiosbruscos en la temperatura queen algunas regiones pueden serdel rango del 50 % enrelativamente poco tiempocomo sucede en los desiertos,tienden a dilatar la roca alcalentarse y se en cogen a

enfriarse y debido a que no toda la masa se enfría y se calienta a la vez este procesotermina por fracturar la roca.

Descompresión: Se produce alseparar la roca de los materialesque lo rodean, lo cual puedeprovocar rupturas violentas en laroca (en túneles).

Meteorización Química: se dividesegún el agente responsable y sedenomina así:

Disolución: Se produce debido a la presencia en la roca de materiales solubles en agua(halita, silvina, carnalita, yeso, etc.).

Oxidación: Se produce al reaccionar ciertos componentes de la roca con el oxígeno loscuales finalmente se transforman lo que provoca disgregación en la roca, este procesoafecta sobre todo a los compuestos de hierro.


15/23



Carbonatación: Se produce cuando el CO2 atmosférico reacciona con el agua paraformar el ácido H2CO3, este ácido a su vez reacciona con el carbonato cálcico de lasrocas calcáreas y provoca que es se vuelva algo soluble en agua que finalmenteproduce, desaparición paulatina de la roca.

Hidrólisis y Hidratación: Este proceso se produce cuando el agua reacciona (OH) conalgunos minerales de la roca transformándolos en otro lo cual termina disgregándola.La hidrólisis afecta principalmente a los silicatos como por ejemplo la ortosa setransforma en caolín.

Reducción: Este proceso se produce cuando algunos de los minerales de la roca sufreuna reducción química que los modifica produciendo una alteración en la roca.

Meteorización biológica: se debe a la acción de los seres vivos, puede ser:

Física: se produce por aumento en la presión que provoca las raíces de los vegetalescapaces de fragmentar la roca.

Química: Producido por sustancias (Humus) generalmente de tipo ácido segregado poralgunos seres vivos que corroen lentamente la roca.

El hombre está incluido en este tipo de meteorización.

2.3.2.2

Transporte:

Etapa del ciclo sedimentario por la cual losfragmentos de roca son acarreados por losagentes externos (viento, agua, hielo)para posteriormente ser depositados.

Existen dos tipos de detritos el RESIDUAL,constituido por fragmentos de roca yminerales no muy modificados y el

HIDROLITICO compuestos por silicatos hidratados (arcillas).

Durante el transporte tiene lugar una modificación del material transportado.

La energía que posibilita el transporte procede del sol o de la gravedad.

El transporte se puede verificar por los siguientes sistemas: en disolución, ensuspensión, por flotación, por arrastre, por saltación, por rodadura, etc.


16/23



2.3.2.3 Sedimentación:

Etapa del ciclo geológico externo en el cual los materiales transportados por un agente

externo son depositados. En la cuenca sedimentaria se depositan los materialessedimentarios en capas horizontales y paralelas denominadas estratos, que se puedeninclinar, plegar o fracturar por acción de las fuerzas de la geodinámica interna.

En el proceso de transporte se produce separación de los minerales normalmente losmateriales más gruesos son arrastrados a menor distancia que los hidratados insolublesy sales solubles.

Las sales es lo último en depositarse; en los carbonatos ocurre por cambios en el pH,las otras sales precipitan cuando hay una reducción drástica en el solvente.

La diferenciación sedimentaria produce los siguientes derivados.

Resistados: Cuarzo y otros minerales resistentes

Hidrolizados: arcillas y minerales análogos

Oxidatos: hidróxido de hierro y de magnesio

Carbonatos: CaCO3, CaMgCO3 (dolomita)

Evaporados: NaCl, CaCO4, CaCO4.2H2O

Reduzados: Pirita, azufre, carbón y petróleo

El conjunto de factores físicos y químicos que intervienen en la sedimentación en unacuenca se define como ambiente sedimentario, estos factores pueden ser internos(potencial iónicos de los cationes en solución) o externos (acidez o basicidad del medioy su potencial de oxidación)


17/23



2.3.2.4 Diagenesis:

Ciclo final sedimentario en la cual una vez depositados los sedimentos sufren

alteraciones físicas y químicas que provoca generalmente su compactación.

Los procesos que determinan la diagénesis son:

Deshidratación: Perdida de agua original de los sedimentos y afecta principalmente alas arcillas limos. Otros minerales comunes son el hidróxido de hierro y la sílice lascuales son producto de la hidrólisis de los silicatos.

Cementación: producido principalmente por el CaCO3 que precipita de las aguas quecirculan por los poros de las rocas clásticas (arenas, limos y gravas).

Cambio de presión y temperatura: Es común en el proceso de diagénesis uncarácter reductor como se observa en la bituminización de la materia orgánica ya queen medios oxidantes tienden a descomponerse sin dejar residuo.

Recristalizaciones: Crecimiento de nuevos cristales en condiciones ambientalesdistintas a las originales los cuales finalmente cementan las granos más grandes.

Metasomatismo: Reacción química que supone el reemplazamiento de un mineral porotro diferente, como por ejemplo la dolomitación.

2.3.3 Clasificación

Rocas SedimentariasPiroclasticas Clástica o Dedriticas Químicas Orgánicas

Inconsolidados Consolidados Precipitados Evaporados Reduzados EsqueletalesAglomerado

volcánicoBrecha

VolcánicaToba

(Aglomerado)GravaArenaLimoArcilla

(Aglomerado)Conglomerados

AreniscaLimolita

Lutita (arcillolita)

Caliza(Dolomita)

Fosforita

Chert

Yeso(Anhidrita)

Sal

Carbón(Turba)Petróleo

(Asfaltos)

Coquina

Diatomita

Radiolarita

3. TECTONICA DE PLACAS Y DERIVA CONTINENTAL

3.1 Tectonismo

La palabra TECTO Significa "Construir" por tanto, el tectonismo es el conjunto demovimientos de gran magnitud que afectan la corteza terrestre y provocan que lascapas rocosas se deformen, rompan y reacomoden, de esta forma el Tectonismo es laconstrucción interna de la Corteza Terrestre través del acomodamiento de las Capas


18/23



que la integran. A todos los movimientos internos de la tierra se les da el nombre deMovimientos Diastróficos y se dividen en Epirógenos y Orogénicos.

Movimientos epirogénicos. Son movimientos consentido vertical ascendente y descendente que emergen ysumergen grandes extensiones de la superficie terrestre.Su efecto se aprecia en el cambio de las líneas de la costay en la transformación del aspecto de los continentes.

Movimientos orogénicos. Son movimientos con sentidohorizontal de compresión distensión que provocanplegamientos, fracturas y fallas. Su efecto en el relieveterrestre es la formación de montañas y depresiones .Unplegamiento es el arqueamiento o deformación de las

capas rocosas más flexibles de la corteza terrestre.

Las partes de un plegamiento son lassiguientes: Anticlinal: Zona elevada o convexa delplegamiento, que genera las cadenas montañosas;Sinclinal: Zona hundida o cóncava del plegamiento,donde el escurrimiento y la acumulación de agua originan

valles fluviales y lagos tectónicos, respectivamente.

3.2

Deriva continental

Los primeros cartógrafos desde hace cuatro siglos señalaron la similitud entre lascostas opuestas de América del sur y África, en 1958 el francés A. Snider expuso conclaridad de que los continentes en otros tiempos habían estado ajustados unos a otrosformando un supercontinente y desde entonces se habían estado separando; situaciónque se ha verificado analizando los restos fósiles de capas antiguas en amboscontinentes

3.3 Fosas del pacifico

Por medio de ecosondas se ha podidoverificar que en la cuenca central del pacificase encuentran profundidades por encima de

los 10 Km y longitudes superiores a los3.200 m. siendo la más conocida la fosa deTonga-Karmadec la cual alcanza 10.700metros y estas fosas son paralelas a lascordilleras y archipiélagos de las costascontinentales encontrándose desniveles de12.200 metros.


19/23



La zona de las fosas es la región de nuestro planeta que presenta la actividad física másintensa, casi todos los terremotos más importantes, especialmente los originados agran profundidad, tienen lugar en esta zona y están relacionados con la gran actividadvolcánica producida por el aumento de temperatura originada en el epicentro de losterremotos.

Otro de los fenómenos asociados a las fosas es la diferencia gravimétrica en relacióncon los continentes en donde se determina una gran anomalía produciendo valoresmenores a los esperados, relacionados con los esfuerzos que impulsan a la cortezahacia abajo. En otros lugares a pesar de que el volumen de roca es mayor en loscontinentes que en los océanos la fuerza gravitacional producida es igual, lo que hacepensar que los continentes flotan sobre un medio más denso. Este fenómeno se conocecon el nombre de “Equilibrio Isostatico”.

La formación de las fosas obedece al flujo térmico que existe en la corteza terrestreproducido por la desintegración de los elementos radiactivos, por equilibrio térmicoexisten regiones de flujos ascendentes y en otras regiones se producendesplazamientos descendentes, estos movimientos son denominados flujos térmicos.Así las rocas relativamente frías pueden estar descendiendo lentamente bajo las fosas yarrastrando la corteza junto con él.

3.4 Origen de los Continentes

Los continentes y las cuencas oceánicas están constituidos por distintos materiales loscontinentes están formados básicamente por silicatos de aluminio (generalmente

granitos) y las placas oceánicas por silicatos de magnesio (generalmente basaltos) lascuales son más densas y oscuras.

Con respecto a la formación de loscontinentes la teoría más aceptadamenciona que al principio la corteza sesumergía en el océano, los compuestosmás volátiles de la roca fluida seconcentraron en las elevaciones primitivasque fueron depositándose en forma desedimento en los bordes de las tierrasemergidas formando las penillanuras.

Algunas zonas de la corteza terrestre no son oceánicas ni continentales, estas son losarchipiélagos insulares, las cuales tienen carácter continental en algunas áreas ycarácter oceánico en otras lo que da a entender que dichas formaciones son continentesembrionarios.


20/23



3.5 Teoría de la Deriva Continental

La teoría tradicional sobre una tierra rígida sostiene que esta, en un principio caliente,

esta hora enfriándose produciendo en el proceso fuerzas de compresión o contracciónque a intervalos hacen surgir montañas a lo largo de las débiles márgenescontinentales o en las profundas cuencas llenas de sedimentos.

La teoría de la deriva continental Plantea la idea de que la tierra es ligeramente plásticacon placas sólidas derivando lentamente sobre la superficie, fracturándose yreuniéndose y quizás creciendo durante el proceso.

Una de las principales evidencias es la distribución de seres vivos primitivos querequerirían de puentes intercontinentales a través de los océanos, cuyo origen ydesaparición serian difíciles de explicar o bien una disposición diferente de loscontinentes.

Otra evidencia de esta teoría la a proporcionado la medición de la desintegración deisótopos radiactivos que demuestran que los continentes están zonificados y hancrecido a través de las eras geológicas; adicionalmente se encontró que ladesintegración del uranio, el torio y un isótopo del potasio, generan gran cantidad decalor principalmente al interior de la tierra.

Por ultimo las mediciones gravimétricas tomadas en distintos puntos de la tierra(Continentes, cuencas Oceánicas, fosas, cordilleras, volcanes, etc.), muestran unatendencia a lograr un equilibrio entre unos y otros. Mediciones más locales muestrasque la causa de que algunos accidentes permanezcan más alto que otros, se debe a

que tiene raíces más profundas, Según esto los continentes parecen flotar comograndes témpanos de hielo.

3.6 Gondwana y Pangea

Según estas teorías se acepta la formación de unsupercontinente llamado Pangea en el Mesozoico(hace 200.000.000) y que según el actualsistema de corrientes de conversión, un pocoantes del comienzo del Cretácico (120.000.000)el gran continente desarrollo un rift que se abriópara formar el actual océano Atlántico. El rift seextendió más ampliamente en el sur, con elresultado de que los continentes han debidogirar alrededor de un vértice cercano a las islasde Nueva Siberia (concuerda con la formacióndel macizo siberiano).


21/23



Hacia el sur una continuación del rift separo África de Antártida y se extendiódiagonalmente hacia el océano índigo abriendo el rift noreste. África y la India semovieron hacia el norte desde las todavía intactas de Australia y Antártida.

3.6. Tectónica de Placas

Con base es la teoría de la deriva continental seconcluye que la corteza terrestre flota sobre al mantoy que se puede diferenciar sobre la litosfera seisgrandes placas o laminas más externas los cuales noson cuerpos rígidos sino que también se encuentranen constante movimiento relativo. Los límites entre lasplacas pueden ser de tres tipos:

Cordilleras axiales: en las cuales las placas divergenuna de otra y se genera un nuevo continente.

Fallas de Transformación: en las cuales las placas se deslizan una respecto a otra

Zonas de subducción: en donde las placas convergen y una de ellas se sumerge bajoel borde delantero de su adyacente.

La mayor parte de los terremotostienen lugar en estrechas zonasque se unan y forman una mallacontinua que limita regiones en lasque la actividad sísmica es pocoactiva, estas áreas sísmicasmarcan los límites entre lasplacas. Esta red sísmica estáasociada con una variedad derasgos característicos, tales comozonas de rift, cordillerasoceánicas, cadenas orogénicas,cadenas volcánicas y las profundasfosas oceánicas del Pacifico.

3.7 Falla Geológica

Una falla es una grieta en la corteza terrestre. Generalmente, las fallas están asociadascon, o forman, los límites entre las placas tectónicas de la Tierra. En una falla activa,las piezas de la corteza de la Tierra a lo largo de la falla, se mueven con el transcurrirdel tiempo. El movimiento de estas rocas puede causar terremotos. Las fallas inactivasson aquellas que en algún momento tuvieron movimiento a lo largo de ellas pero que


22/23



ya no se desplazan. El tipo de movimiento a lo largo de una falla depende del tipo defalla. A continuación describimos los principales tipos de fallas.

Fallas normales: Las fallas normales se producen enáreas donde las rocas se están separando (fuerzatractiva), de manera que la corteza rocosa de un áreaespecífica es capaz de ocupar más espacio. La rocasde un lado de la falla normal se hunden con respectoa las rocas del otro lado de la falla. Las fallasnormales no crean salientes rocosos. En una fallanormal es posible que se pueda caminar sobre unárea expuesta de la falla.

Fallas inversas: Las fallas inversas ocurren en áreas

donde las rocas se comprimen unas contra otras(fuerzas de compresión), de manera que la cortezarocosa de un área ocupe menos espacio. La roca deun lado de la falla asciende con respecto a la roca delotro lado. En una falla inversa, el área expuesta de lafalla es frecuentemente un saliente. De manera queno se puede caminar sobre ella. Fallas de empuje sonun tipo especial de falla inversa. Ocurren cuando elángulo de la falla es muy pequeño.

Falla de transformación (de desgarre): El

movimiento a lo largo de la grieta de la falla eshorizontal, el bloque de roca a un lado de la falla semueve en una dirección mientras que el bloque deroca del lado opuesto de la falla se mueve endirección opuesta. Las fallas de desgarre no danorigen a precipicios o fallas escarpadas porque losbloques de roca no se mueven hacia arriba o abajo enrelación al otro.

3.8 Diaclasas

Entre las estructuras más comunes secuentan diaclasas. A diferencia de las fallas,las diaclasas son fracturas a lo largo de lascuales no se ha producido desplazamientoapreciable. Aunque algunas diaclasas tienenuna orientación aleatoria, la mayoría seproduce en grupos aproximadamente


23/23



paralelos. Los tipos de diaclasas son: Abiertas (grietas o fisuras) y cerradas (venas,diques clásticos, diques neptunianos).

3.9 Terremoto

Los terremotos o sismos son movimientos de la corteza terrestre que se producen porel roce de las placas tectónicas en las zonas de subducción. También son frecuentes losmovimientos sísmicos por efecto de la acción de los volcanes.

Un gran temblor de tierra es precedido porotros de menor intensidad llamadosPremonitores. Los sismos llamados réplicasson de menor intensidad y correnposteriormente después del gran temblor en

un lapso de minutos, horas, días, porejemplo.

Hipocentro: Es el punto en la profundidadde la Tierra desde donde se libera la energíade un terremoto

Epicentro: Es el punto de la superficie de la Tierra directamente sobre el hipocentro.

Tsunamis: (del japonésTSU: puerto o bahía,

NAMI: ola) Este términofue adoptado en uncongreso de 1963

Un tsunami es una seriede olas procedentes delocéano que envía grandesoleadas de agua que, en ocasiones, alcanzan alturas de 30,5 metros, hacia el interior.Estos muros de agua pueden causar una destrucción generalizada cuando golpean lacosta.

Estas sobrecogedoras olas son causadas normalmente por grandes terremotos

submarinos en los bordes de la placa tectónica. Cuando el suelo del océano en unborde de la placa se eleva o desciende de repente, desplaza el agua que hay sobre él yla lanza en forma de olas ondulantes que se convertirán en un tsunami.

La mayoría de los tsunamis, aproximadamente un 80%, se producen en el OcéanoPacífico, en el Cinturón de Fuego, un área geológicamente activa donde losmovimientos tectónicos hacen que los volcanes y terremotos sean habituales.

Curso de Geologia Par No. 1

Documents

Transcript of Curso de Geologia Par No. 1