GEOLOGÍA ESTRUCTURAL: FALLAMIENTO, PLEGAMIENTO, LINEACIÓN MINERAL, FOLIACIÓN Y TRAMPAS
DANIEL ANDRÉS CARDONA RAMÍREZ
TRABAJO PRESENTADO COMO REQUISITO EN LA MATERIA DE GEOLOGÍA ESTRUCTURAL PROFESOR: CESAR VINASCO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA – SEDE MEDELLÍN FACULTAD DE MINAS INGENIERÍA DE PETRÓLEOS 12 de Octubre de 2007
INTRODUCCIÓN
El siguiente trabajo es realizado con el fin de ilustrar de manera general algunos conceptos que se manejan dentro de la geología estructural, para tener un conocimiento mas integro al momento m omento de tocar dichos temas en clase. Dentro del siguiente trabajo se desarrollan temas referentes a:
Fallas Pliegues Lineación Foliación Trampas de Hidrocarburos
Los contenidos tratados en el trabajo de una idea bien definida de los conceptos más importantes que se manejan dentro de las diferentes temáticas.
TABLA DE CONTENIDO
1. FALLAS…………………………………………………………………………. 1.2 Conceptos Básicos ……………………..……………………………………. 1.3 Partes de una Falla…………………………………………………………... 1.4 Tipos de Fallas………………………………………………………………... 1.5 Fallas Especiales……………………………………………………………... 1.6 Sistemas compuestos de Fallas…………………………………………….. 2. PLIEGUES……………………………………………………………… PLIEGUES………………………………………………………………………. ………. 2.1 Formación de Pliegues……………………………………………................ 2.2 Partes de un Pliegue…………………………………………………………. 2.3 Descripción de un Pliegue…………………………………………………… 2.4 Tipos de Pliegues…………………………………………………………….. 3. LINEACIÓN……………………………………………………………………... 3.1 ¿Qué es una lineación?................................. lineación?............................................................ .......................................... ............... 3.2 Ejemplos de Lineaciones……………………………………………........... 3.3 Como se mide una Lineación…………………………..………………….. 4. FOLIACIÓN………………………………………………..………………….. 4.1 Tipos de Foliaciones………………………………………………………… 5. TRAMPAS……………………………………………………………………... 5.1 Tipos de Trampas………………………………………..………………….. GLOSARIO BIBLIOGRAFIA
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1. FALLAS Las fallas son roturas en las rocas a lo largo de las cuales ha ocurrido movimiento. Este movimiento se llama desplazamiento. El origen de este movimiento son fuerzas tectónicas en la corteza terrestre, las cuales provocan roturas en la litosfera. Las fuerzas tectónicas tienen su origen principalmente en el movimiento de los continentes. Generalmente se puede diferenciar entre indicadores directos o indirectos de fallas. Los indicadores directos definen una falla en un cien por ciento, es decir sin dudas, en estos tipos de indicadores se puede observar directamente la falla. Los indicadores indirectos definen una falla con una cierta cantidad de incertidumbres y duda. Desplazamiento El desplazamiento de una unidad geológica o una estructura geológica indica la actividad tectónica. Desplazamientos tectónicos en el terreno marcan siempre una falla.
Estrías Líneas finas arriba de un plano de falla. Estas líneas indican además la orientación del desplazamiento y posiblemente el sentido. Se encuentra en casi todos los lugares y el reconocimiento es fácil.
Diaclasas Durante un movimiento tectónico se pueden abrir pequeñas fracturas, las cuales se rellenan con calcita, yeso o cuarzo. La forma es siempre como una "S" y de dimensiones que van desde milímetros hasta metros.
Arrastres Cerca de una falla las rocas pueden deformarse plásticamente. Se puede observar un leve monoclinal hacia el plano de la falla. Las dimensiones pueden ser de centímetros a metros. Normalmente las fallas grandes muestran este fenómeno.
Brechas de Falla Por la energía del movimiento algunas veces las rocas en la zona de falla se rompen y se quiebran, para formar una brecha tectónica o brecha de falla. Brechas de fallas normalmente muestran una dureza menor como las rocas no afectadas. Por eso morfológicamente una brecha de falla se ve como depresión.
Milonita La milonita es una roca metamórfica que se formó por las fuerzas tectónicas. Los minerales (cuarzo) se van alongando hacia la dirección principal del movimiento. Las milonitas son generalmente duras y bien resistentes contra la meteorización.
1.2 Conceptos Básicos Anderson (1905) realizó a comienzos de siglo una clasificación dinámica de las fallas basada en el posicionamiento de tres vectores principales de esfuerzos: s1, s2, s3, ortogonales entre si, que cumplen el requisito general de s1>s2>s3. Dependiendo de las posiciones de los vectores se definen los tres tipos de fallas principales: normal (s1 vertical, s2 y s 3horizontal), transcúrrete (s2vertical, s1 y s3 horizontal), e inversa (s3 vertical, s1 y s2 horizontal).
De acuerdo al sentido de movimiento podemos decir que una falla normal es aquella en la que el bloque del techo se mueve hacia abajo con respecto al bloque del muro. Estas fallas suelen tener buzamientos moderados a altos, con un promedio de 60°. Con buzamientos menores a 45° pasan a denominarse fallas normales de bajo ángulo. Las fallas transcurrentes son aquellas que acomodan movimiento horizontal de los bloques adyacentes. Estas dependen a su vez del movimiento relativo de un bloque con respecto al otro, pueden ser de dos tipos: dextrales o sinestrales. Por su parte, las fallas inversas se caracterizan por un movimiento del bloque del techo hacia arriba con respecto
al muro. Las fallas inversas tienen generalmente un buzamiento menor a 45°, en promedio 30°. Si estas buzan más 45° pasan a denominarse fallas inversas de gran ángulo.
Clasificación de las fallas en función del sentido de deslizamiento. Las fracturas pueden ser fallas o diaclasas, ambas suponen un origen común que las explica, es decir, liberación de energía de presión por encima del límite plástico de las rocas. En las fallas hay desplazamiento importante de una masa con respecto a la otra, en las diaclasas no. 1.3 Partes de una Falla
Las partes de una falla pueden describir estas estructuras desde el punto de vista cualitativo o cuantitativo. Es importante señalar las características y atributos que puedan tener estos elementos de las fallas. El plano de falla es el que rompe la continuidad de los estratos y separa dos bloques. El que está sobre el plano de falla tiene la posibilidad de estar hundido o levantado, según el tipo de falla, pero siempre será el techo. Por debajo del plano de falla estará el piso. En algunos casos el plano de falla será vertical y no se hablará de techo ni piso. Si hay desplazamientos verticales de los bloques, habrá uno levantado y otro hundido. El espejo de falla es la parte del plano de falla que queda expuesta a la intemperie, donde las estrías anuncian el sentido y la dirección del desplazamiento de los bloques. 1.4 Tipos de Fallas
Hay tres tipos de fallas fundamentales, clasificadas desde el punto de vista de los esfuerzos que la generan: normal, inversa y de rumbo. Fallas con desplazamiento vertical Entre el grupo de las fallas verticales se puede distinguir fallas normales y fallas inversas. Las fallas normales son producto de fuerzas extensionales, las fallas inversas son producto de fuerzas de compresión. Una falla normal produce un "espacio" y una falla inversa produce una "duplicación.
- Falla Normal: Si la disposición de los bloques parece explicada por esfuerzos de tensión o tracción, aquí el espejo de falla queda expuesto a la acción del Sol y relativamente los bloques se separan o alejan. El bloque levantado es el piso. - Falla Inversa: Cuando la disposición de los bloques parece responder a esfuerzos de compresión. Por el empuje los dos bloques parecen aproximarse entre sí; en ella el espejo de falla, que también se puede observar en el bloque levantado, que es el techo, queda a la sombra. Los labios de falla, que son la porción de los bloques afectada por la propagación de las fracturas, tienen una extensión a lado y lado del plano de falla, que depende del tipo de roca y de la magnitud de los esfuerzos. Los dos bloques sufren más en las fallas inversas porque las rocas resisten más a la compresión, y al acumular más energía de deformación, estos se destrozan en mayor proporción. Fallas con desplazamiento horizontal Existen principalmente dos tipos de fallas con un desplazamiento horizontal. Fallas con un sentido del movimiento sinistral (contra reloj) y fallas con un sentido del desplazamiento destral (sentido del reloj).
- Falla de Rumbo: Es de cizalladura o transcurrente; el desplazamiento puede ser derecho o izquierdo dependiendo de lo que suceda con el bloque del frente, cuando un observador mira desde el otro bloque. Si aquel se desplaza a la derecha, la falla será de rumbo dextrógiro y si lo hace hacia la izquierda, la falla será de rumbo levógiro o sinixtrógiro. Pero en la corteza, donde la mayoría de los esfuerzos son de compresión, las fallas normales, inversas o de rumbo tienen el mismo origen, pues el estado de esfuerzos que las producen es el mismo y tan solo es la orientación la que cambia. Considérense los esfuerzos principales en compresión, en un espacio tridimensional con sigma 1 vertical, y sigma 2 y sigma 3 horizontales. - Si el máximo esfuerzo principal es vertical se tiene una falla normal. - Si el máximo esfuerzo principal es horizontal y el mínimo vertical, falla inversa. - Y la de rumbo para máximo y mínimo esfuerzos de compresión horizontales. 1.5 Fallas Especiales Falla de Transformación: Son fallas de rumbo especiales. Este tipo de fallas se puede encontrar en el fondo marino, arriba de una placa oceánica. La génesis de placa oceánica en la dorsal central no funciona con la misma velocidad en todos los sectores. Significa que un segmento tiene una velocidad alta y otro segmento una velocidad baja. Los dos segmentos muestran entonces un desplazamiento entre sí. Al otro lado de la dorsal central los segmentos se mueven hacia el otro continente. La misma falla de transformación puede ser una falla sinistral en un sector y en el otro sector una falla destral. Normalmente las fallas de rumbo no cambian su sentido destral o sinistral.
Existen tres conceptos fundamentales relacionados entre si: falla, zona de falla y zona de cizalla, utilizados a veces de manera indistinta y de manera incorrecta. Una falla es por definición una fractura frágil a lo largo de la cual ha ocurrido un desplazamiento visible, en general paralelo a la superficie de la misma. Por su parte una zona de falla se encuentra compuesta por innumerables superficies de falla frágiles, subparalelas e interconectadas, estrechamente espaciadas conteniendo zonas de brecha. La zona de cizalla corresponde a una ancha zona de deformación generada bajo condiciones dúctiles a dúctiles-frágiles. 1.6 Sistemas compuestos de Fallas Se encuentran las fallas escalonadas, los horts o pilares y los graben o fosas. Dependiendo de la dirección de los esfuerzos regionales, todo el sistema será un sistema de fallas maestras con tendencia inversa o normal, según sea la correlación entre los esfuerzos principales. Un dia pir o es un a ma sa roc os a mu y plástica, por ejemplo un domo salino, que por razón de empujes internos revienta los pliegues al ser comprimida y se extiende por encima de rocas estratigráficamente superiores.
2. PLIEGUES 2.1 Formación de Pliegues Principalmente existen dos tipos de materiales respecto a su manera de deformación: Materiales frágiles y materiales dúctiles. - Materiales frágiles: Al aplicar poca fuerza muestra una deformación elástica. Con mayores fuerzas estos materiales se rompen sin mostrar una deformación plástica. - Materiales dúctiles: Al aplicar poca fuerza muestra una deformación elástica, pero con la aplicación de más fuerza el material muestra una deformación plástica, es decir se deforma sin la posibilidad volver a su estado principal. Sí se aumenta más la fuerza el material se rompe.
Los pliegues son arrugas producidas en las rocas mientras se encuentran en su estado plástico; sus dimensiones van de centímetros a cientos de km. Los pliegues se producen preferentemente en los bordes compresivos de las placas, es decir, en las zonas de subducción, y en general a importante profundidad. Muchas rocas que en la superficie terrestre se comportan frágilmente, pasan en la profundidad al comportamiento dúctil, plegándose frente a esfuerzos de compresión y cizalla, ya que la mayor presión y temperatura que existen en el subsuelo, favorecen la deformación plástica de las rocas. Para un tipo de roca dado el estudio de la geometría de los pliegues puede informarnos de modo aproximado sobre el mecanismo de formación y la profundidad a que se ha originado. Estas rocas más antiguas se han alterado también sufriendo metamorfismo, razón por la cual los minerales planares como las micas crecen paralelos unos a otros y la roca tiende a dividirse fácilmente en láminas delgadas (esquistosidad). Al aumentar la distancia a la fuente de presión que produce el plegamiento los pliegues van muriendo tanto en la vertical como en la horizontal.
2.2 Partes de un Pliegue
Las partes de los pliegues son: el plano axial (PA) que es el plano de simetría, el eje del pliegue (ac), la charnela (abc) que es la intersección entre el plano axial (PA) y el pliegue; los flancos (F) que en el dibujo tienen buzamiento (b) variable; y la cresta del pliegue (MN). Se puede hablar del buzamiento a del eje (ac), del buzamiento de los flancos (b), o el más importante, el buzamiento del plano axial (PA) parámetro que también se denomina vergencia del pliegue. Pero el rumbo de este rasgo estructural siempre se mide en el eje (ac) y por consiguiente en el plano axial. Lo opuesto a la cresta de un pliegue es la depresión (para un sinclinal). La cresta no necesariamente coincide con el eje del pliegue porque este es la traza del plano axial cortándolo. Distinguimos dos regiones en la sección transversal del pliegue, que es de forma convexa: la más próxima a la superficie (a) que está en la zona de tensión y la más profunda (b) que está en la zona de compresión entre a y b hay una región intermedia simplemente arqueada pero no sometida a compresión, ni tampoco a tensión. Si el pliegue estuviese arqueado en forma cóncava, para un observador en la superficie, la zona de compresión estaría por encima de la zona de tensión. 2.3 Descripción de un Pliegue Para describir un pliegue se puede usar varios parámetros. Depende de la cantidad de la información y de las necesidades de información: a) Angulo interflanco b) Orientación del plano axial c) Simetría con respeto al plano axial d) Comportamiento del eje del pliegue e) Espejo del pliegue
a) Uso del ángulo interflanco
b,c) Simetría y Orientación del Plano Axial Tipos de pliegues (en perfil) Existe un plano de simetría en el centro del pliegue y los dos flancos se inclinan casi en el mismo ángulo
Existe un flanco suave (de un buzamiento menor) y un flanco con un buzamiento mayor.
Pliegue volcado: Existe un flanco invertido. En un flanco invertido los estratos más jóvenes se ubican abajo.
Pliegue acostado: Plano axial con orientación horizontal
Pliegues con planos axiales casi paralelos. Pliegues isoclinales que se pueden encontrar en rocas metamórficas con dimensiones de centímetros.
d) Eje del Pliegue - Pliegue con eje horizontal: En un pliegue con eje horizontal todos los flancos muestran el mismo rumbo. Los dos flancos solamente tienen una dirección de inclinación opuesta. - Pliegues con eje inclinado: Muestran diferentes direcciones de inclinación, diferentes rumbos y diferentes buzamientos.
e) Espejo del Pliegue
2.4 Tipos de Pliegues Existen tres clases principales de pliegues: los pliegues verdaderos o de flexión, los pliegues de flujo y los pliegues de cizalladura o deslizamiento. También se puede hablar de pliegues simples y complejos. Además, las denominaciones de los pliegues pueden responder a su forma o a diferentes parámetros. Los pliegues de flexión se forman por compresión de rocas competentes (duras); pueden pasar a ser pliegues de flujo, en zonas donde hay rocas incompetentes (blandas), estas rocas se comportan como una pasta espesa, no son muy capaces de transmitir la presión y suelen formar muchos pliegues menores. Los pliegues de cizalladura o deslizamiento se pueden producir en rocas frágiles por la formación de pequeñas fracturas laminares, en la que las delgadas láminas de roca son capaces de desplazarse entre sí; excepto cuando están cortados por una falla todos los pliegues terminan formando una curvatura amplia. Los pliegues simples suelen darse en rocas jóvenes como las del terciario y cuaternario. Los pliegues complejos se encuentran en rocas más viejas expuestas a movimientos terrestres durante más tiempo y que a menudo han quedado profundamente enterradas. Las rocas muy antiguas, como las precámbricas, han sido replegadas muchas veces y han desarrollado estructuras como los "boudins" (fragmentos cilíndricos de sección elíptica) y los "mullions" (aspecto de salchicha).
Se denomina braquianticlinal un domo que tenga un ancho igual al largo, y braquisinclinal a una cubeta con un ancho igual al largo. Domos y cubetas se forman por compresiones complejas de la corteza. Los domos aislados pueden ser debidos al ascenso subterráneo de magma o de sal gema (diapiros salinos). Otras denominaciones de los pliegues aluden a la disposición del plano axial, a la geometría del pliegue o a los aspectos estructurales del mismo. Anticlinal El centro es un eje de simetría. Los dos lados del anticlinal muestran direcciones (de inclinación) diferentes. Los estratos se inclinan siempre hacia los flancos. En el centro el buzamiento es pequeño o cero (estratos horizontales). Del centro hacia los flancos el buzamiento aumenta. En el centro (núcleo) afloran los estratos más antiguos en los flancos los más jóvenes.
Anticlinal en tres dimensiones
Anticlinal en tres dimensiones, con morfología
Todos los estratos tienen una resistencia contra la meteorización diferente. Los estratos más blandos erosionan más rápido como los estratos de mayor dureza. Entonces, valles o quebradas usan frecuentemente la corrida de un estrato blando. Anticlinales pueden formar valles o quebradas, sí los estratos del núcleo son relativamente blando. Sinclinal El centro es un eje de simetría. Los dos lados del sinclinal muestran direcciones (de inclinación) diferentes (opuestas; 180º). Los estratos se inclinan siempre hacia el núcleo. En el centro el buzamiento es pequeño o cero (estratos horizontales). Del centro hacia los flancos el buzamiento se aumenta. En el centro (núcleo) afloran los estratos más jóvenes en los flancos los más antiguos.
Un conjunto de pliegues que forma un sinclinal se llama sinclinorio. Un conjunto de pliegues que forma un gran anticlinal se llama anticlinorio.
3. LINEACIÓN 3.1 ¿Qué es una lineación? Son líneas matemáticas (vectores) que marcan dos direcciones. Las lineaciones se conocen en la geología como el resultado de la intersección de dos planos geológicos, ejes de un pliegue, direcciones de flujo, entre otros. En la práctica es muy importante reconocer las lineaciones. Cualquier estructura cuya principal característica sea su aspecto linear es una estructura linear. La charnela de un pliegue es una estructura linear. Sin embargo, las estructuras lineares son importantes cuando son repetitivas, es decir, cuando consisten en una familia de líneas paralelas. Este es el caso de las estrías de una falla. Las estructuras lineares, cuando son repetitivas, se denominan lineaciones. Las lineaciones, como cualquier otra estructura, pueden ser más o menos penetrativas. Las estrías y fibras de una falla no son muy penetrativas, pues sólo se encuentran en la superficie de la falla y no en la roca. Las lineaciones penetrativas pueden ser de tres tipos: de intersección, de estiramiento y minerales. Las lineaciones de intersección son las formadas por la intersección de dos familias de estructuras planares. Las más comunes son las intersecciones entre estratificación y clivaje o entre distintas generaciones de clivaje. Las lineaciones de estiramiento son las formadas por estiramiento de objetos pretectónicos contenidos en la roca, tales como cantos, oolitos, nódulos o fósiles.
Las lineaciones minerales son también formaciones lineares pero, en ellas, la lineación no está marcada por objetos preexistentes sino por minerales metamórficos, cristalizados o recristalizados durante la deformación.
Las lineaciones minerales pueden estar definidas por la orientación preferente de la dimensión máxima de cristales alargados o por la dimensión máxima de cristales aplastados y alargados o por la línea común de minerales aplastados distribuidos en zona.
Un tipo especial de lineación mineral se desarrolla a menudo en relación con cristales rígidos, es decir, muy resistentes a la deformación. Estos minerales, cuando son equidimensionales, como los granates o los cristales de pirita, al no sufrir deformación interna, no pueden desarrollar una orientación preferente. Sin embargo, los minerales que los rodean desarrollan formaciones que se adaptan a la forma del grano rígido, rodeándolo y produciendo una estructura denominada sombra o cola de presión. Cuando el elipsoide de deformación tiene uno de sus ejes bastante mayor que los otros dos, la sombra de presión forma como una especie de arruga alargada, paralela al eje mayor de la deformación, que se suele considerar un tipo especial de lineación mineral.
Los mecanismos generadores de las lineaciones minerales son aquellos capaces de producir orientaciones preferentes de los granos y, por tanto, los mismos que dan lugar a la mayor parte de los clivajes: la rotación mecánica de minerales alargados, la disolución por presión, los mecanismos de plasticidad cristalina y la cristalización de minerales orientados. La única condición para que se formen es que el elipsoide de deformación finita sea de cualquiera de los tipos. No obstante, suelen formarse sobre todo asociadas a los tipos prolato, alargado e intermedio. Tanto la lineación mineral como la de estiramiento son paralelas al eje mayor del elipsoide de deformación finita cuando sólo han sido afectadas por una fase de deformación, como se ha comprobado en rocas con objetos inicialmente esféricos, como oolitos, y también con objetos de otras formas. Por tanto, en una roca con una formación planolinear producida por una sola fase de deformación, puede determinarse la orientación de los ejes principales de la deformación finita: el eje Z es perpendicular al clivaje, el eje X es paralelo a la lineación y el eje Y es perpendicular al X sobre el plano del clivaje. Las superficies o líneas de referencia que pueden identificarse en una roca se llaman marcadores y se subdividen en pasivos y activos. Marcadores pasivos son los que existen con independencia de la deformación y no se están recreando continuamente durante ésta. Un ejemplo son las superficies de estratificación, normalmente marcadas por diferencias en la composición. Marcadores activos son los que se modifican durante la deformación, no sólo en orientación sino en carácter. Una esquistosidad que se vuelva a aplastar, cambiará probablemente la forma de sus granos y la orientación preferente de sus elementos geométricos, con lo cual no sólo cambiará de orientación, sino también la propia formación. En general, los objetos pretectónicos y las diferencias composicionales originales son marcadores pasivos y las formaciones de forma, tanto planares como lineares, son marcadores activos o, como también pueden denominarse, estructuras activas. Las lineaciones de intersección, una vez formadas, actúan como marcadores pasivos, mientras que las lineaciones minerales y de estiramiento son marcadores activos.
Las lineaciones de estiramiento son más representativas de la cantidad de deformación total sufrida que las lineaciones minerales. En cambio éstas últimas, junto con los clivajes, suelen ayudar a identificar el número de fases de deformación que afectaron a las rocas. Por tanto, las lineaciones minerales y los clivajes son más útiles para conocer la historia de la deformación. Tanto las lineaciones minerales como las de estiramiento suelen representarse en los mapas por una flecha con una pequeña elipse en el centro. 3.2 Ejemplos de Lineaciones Estrías: Son marcas del movimiento tectónico. La dirección de la estría coincide con la dirección del movimiento. Las estrías se miden directamente con la brújula.
Eje de un Pliegue: En pliegues con eje horizontal, el eje se ubica perpendicular a la dirección de inclinación. El eje sirve bastante para describir un pliegue con dos números. En pliegues pequeños se puede medir directamente el eje. En pliegues más grandes se usa la red de Schmidt.
Intersecciones de Planos: Sí, dos planos se interceptan forman una línea de intersección: Es decir una lineación. Normalmente es difícil medir la intersección directamente en terreno. Lo mejor es una proyección de ambos planos en la red de Schmidt. Intersecciones entre planos iguales (falla/falla) se llama eje-beta. Intersecciones entre diferentes foliaciones (estratificación/esquistosidad) se llama ejes-delta. Los ejes-delta de intersecciones entre estratos y esquistosidad marca generalmente el eje del pliegue.
Orientación de Minerales: Se puede observar durante la sedimentación en el ambiente fluvial (orientación sedimentaria) o a causa de una deformación tectónica de la roca.
3.3 Como se mide una Lineación Algunas veces es posible y muy recomendable medir lineaciones directamente en terreno. El principio es igual que como al medir un plano, con la diferencia de que una lineación siempre tiene una dirección de inclinación y un buzamiento. La dirección de la inclinación puede ser entre 0-360º azimutal. El buzamiento entre 0-90º. El concepto del "circulo completo" entonces se puede aplicar como plano. Es muy recomendable marcar medidas de lineaciones con un "L" (ejemplo: 15/65L; o L15/65) ¿Como se mide con la brújula Freiberger una Lineación? El borde largo de la brújula mide la lineación: La placa para medir y la brújula se ubica paralelo a la lineación; el "cuerpo" de la brújula por supuesto tiene una orientación horizontal. La lectura se toma igual como la de un plano: sector rojo=aguja roja; sector negro=aguja negra. dir/mt L: la dirección de inclinación / el buzamiento y un "L" de lineación. Normalmente se mide también el plano donde se ubica la lineación.
Con la brújula americana tipo Brunton, es un poco más difícil, por que ahora necesitamos la lectura de un círculo completo (las lineaciones marcan hacia abajo - la otra dirección hacia arriba no se usa): La solución es el uso de N.... y de S..... Como punto de inicio. (Con planos era suficiente usar N...., porque el rumbo es bidireccional)
Lineación con Brunton 1. Estimación de la dirección de la lineación Sí está más cerca del Sur, la primera letra= S Sí está más cerca del norte, la primera letra=N 2. Medición con la brújula de la dirección Se toma la diferencia hacia S o hacia a N respectivamente S....E para lineaciones de direcciones entre S y este S....W para lineaciones de direcciones entre S y oeste (w) N...E para lineaciones de direcciones entre N y este N....W para lineaciones de direcciones entre N y oeste 3. Después se toma el buzamiento con el clinómetro Ejemplo: Una lineación que se baja hacia NW con 15º (buzamiento): Una aguja marca 330º la otra 150º; 330º es más cerca del NW entonces se usa este aguja: N30W. El punto central es "norte" por eso se toma la diferencia entre norte (360º) hacia 330º. Después se mide el buzamiento con el clinómetro "15": N30W/15... falta la dirección en letras: NW N30W/15NW
4. FOLIACIÓN En las rocas sólidas existen varios tipos de planos. Planos de origen sedimentario, magmático o planos de origen tectónico. Este último tipo de plano se puede definir como testigo de las fuerzas tectónicas. Es decir, que antes de la litificación se forman las foliaciones primarias. Las fuerzas tectónicas afectan las rocas después de la litificación. Además en varios sectores del mundo se encuentran más de una fase tectónica. Significa que los planos secundarios (diaclasas, fallas, esquistosidad) tienen su origen después de la litificación.
4.1 Tipos de Foliaciones Foliaciones primarias: Se han formado antes de la litificación de las rocas. Ejemplo: Estratificación, flujo laminar de magma. Estratificación: Capas de diferentes materiales hechas por procesos de deposición. Generalmente los estratos inferiores muestran una edad mayor que los estratos superiores.
Foliaciones secundarias: Producido después de la litificación de las rocas. Ejemplo: Diaclasas, fallas, esquistosidad. Diaclasas: Fracturas sin desplazamiento transversal detectable, solo con poco movimiento extensional. Son las fracturas más frecuentes en todos los tipos de rocas. En la superficie son más frecuentes en altas profundidades. Tienen una extensión de milímetros, centímetros hasta pocos metros. Normalmente existen en una masa rocosa grupos de diaclasas y/o sistemas de diaclasas. Los grupos de diaclasas son estructuras paralelas o subparalelas. Los sistemas de diaclasas se cortan entre sí en ángulos definidos y tienen una cierta simetría. Algunas diaclasas están rellenas con calcita u otros minerales. Aparte de diaclasas tectónicas existen diaclasas de origen no-tectónico: a) Fisuras de enfriamiento: Tienen su origen durante el enfriamiento de una roca magmática (Materiales o rocas calientes que ocupan más espacio con la misma cantidad de materia fría). b) Grietas de desecación: Durante la desecación de un barro o lodo bajo condiciones atmosféricas hay una disminución del espacio ocupado y la superficie se rompe en polígonos. c) Fisuras de tensión gravitacional: Sobre estratos inclinados se puede observar bajo algunas condiciones un deslizamiento de las masas rocosas hacia abajo. Al comienzo de este fenómeno se abren grietas paralelas al talud. Otras foliaciones de origen no-tectónico: Grietas de enfriamiento, estructuras sedimentarias como grietas de resecación.
5. TRAMPAS El petróleo no suele encontrarse en el lugar en el que se genera. La generación de petróleo se produce a partir de la materia orgánica que se encuentra en sedimentos de grano fino, como arcillas; a estos sedimentos se les llama rocas madre. Posteriormente el petróleo se traslada a sedimentos de grano más grueso, como areniscas, por medio de un proceso llamado migración; a veces el petróleo no encuentra obstáculos en su migración, por lo que sale o brota, a la superficie como un manantial (así el hombre conoció la existencia de petróleo) o bien queda entrampado. Las trampas son sitios del subsuelo donde existen condiciones adecuadas para que se acumulen los hidrocarburos, éstas se caracterizan por la presencia de rocas porosas y permeables conocidas como rocas almacén o reservorios, donde se acumulan o almacenan los hidrocarburos bordeados de capas de rocas impermeables o rocas sello que impiden su migración. Las estructuras favorables más conocidas, capaces de retener al petróleo, interrumpiendo su migración natural, son: anticlinales, pliegues, fallas directas o inversas. Fig. 3:
Fig. 2: Yacimiento en
Fig. 4b-: Falla
Las trampas pueden ser de origen estructural (pliegues y fallas) originadas por procesos tectónicos, diápiricos, gravitacionales y procesos de compactación o estratigráfico (lentes, acuñamientos de rocas porosas contra rocas no porosas denominadas rocas sellos) aquellas que tienen que ver con la geometría sedimentaria.
5.1 Tipos de Trampas Las trampas de hidrocarburos se clasifican en: Trampas Estructurales Son aquellas constituidas por la deformación de los estratos del subsuelo, causada por fallas (fracturas con desplazamiento) y plegamientos. Las trampas estructurales se deben a cambios en la estructura o arquitectura de los estratos. Las fuerzas tectónicas quiebran o pliegan las capas originalmente horizontales y crean así interrupciones en las capas o regiones de alto relieve estructural. En ambos casos el petróleo que va migrando por las capas al llegar a estas deformaciones obstaculizantes cesa su migración y comienza entonces el proceso de acumulación en contra de la barrera o tratando de ganar más altura y contemplamos así el nacimiento de un yacimiento petrolífero. Todo petróleo que va llegando a la zona deformada no sigue su lento viaje sino que se queda entrampado y cada vez se añade más y más petróleo al yacimiento, el cual puede ser más o menos grande dependiendo de la cantidad de petróleo que a él llegaba y de la magnitud y extensión de la barrera o área elevada.
Trampas Estratigráficas Son aquellas originadas por cambios laterales y verticales en la porosidad de la roca. Se forman generalmente cuando ha desaparecido la continuidad de una roca porosa. Las trampas estratigráficas son el resultado de cambios en el tipo de roca a lo largo de una determinada capa y son causadas por la peculiar deposición de los mismos sedimentos y no por fuerzas tectónicas deformadoras como en el caso de las trampas estructurales.
Trampas Mixtas Son aquellas originadas por una combinación de pliegues y/o fallas con cambios de porosidad de las rocas.
GLOSARIO
Afloramiento: Área total en la que una unidad rocosa determinada o estructura, aparece en la superficie del terreno o inmediatamente debajo de los sedimentos superficiales, ya sea visible o no. Anticlinal: Pliegue de convexidad hacia arriba, de tal modo que los estratos más antiguos ocupen su núcleo (antiforma: pliegue idéntico en el que no se conoce la posición de la serie estratigráfica). Buzamiento aparente: Angulo de buzamiento que presentan las capas o estructuras en perfiles geológicos que no son perpendiculares a las mismas. Capa: Unidad litoestratigráfica formal más pequeña, de origen sedimentario, que puede distinguirse litológicamente de otras. Cuerpo de roca tabular sedimentaria, ígnea o metamórfica - con rasgos distintivos en composición, textura o estructura del material constituyente, y cuyo espesor alcanza desde un centímetro hasta pocos metros. Clivaje: Aptitud de un mineral o una roca para dividirse según planos paralelos, sean cristalográficos (exfoliación), estratigráficos o tectónicos (lajado, hojosidad). Diaclasa: Plano de discontinuidad, de fractura o de separación en una roca, que normalmente no implica desplazamiento. Las diaclasas suelen producirse como familias paralelas, que dividen la masa rocosa en bloques. Diapiro: Domo o pliegue anticlinal sobre el cual las rocas que lo recubren han sido fracturadas por el empuje vertical y la movilización de los materiales plásticos del núcleo, que en los estratos sedimentarios suele ser sal o lutitas. Las rocas ígneas también pueden mostrar estructuras diapíricas. Discontinuidad estratigráfica: Ausencia, por no sedimentación o por erosión, en la sucesión estratigráfica de materiales representativos de un lapso de tiempo. Espejo de falla: Superficie de roca pulida y estriada formada por el rozamiento a lo largo de un plano de falla.
Estratificación: Describe la inclinación de capas menores o láminas en un estrato, que forman ángulos con la superficie deposicional original del plano de
estratificación principal. Formada por corrientes rápidas, locales y cambiantes (de agua o viento) y características de sedimentos granulares (p.ej. areniscas) depositadas en canales, dunas, deltas, etc. Falla: Superficie o superficies con espaciado apretado de una fractura en una roca, a lo largo de la cuál ha habido desplazamiento, que puede variar desde unos pocos milímetros a muchos kilómetros. Un plano de falla es una superficie de falla que normalmente es más o menos plana. Foliación: Estructura visible en ciertas rocas metamórficas en que a la esquistosidad se suma una diferenciación petrográfica entre lechos, formando hojas. El término se usa también para las rocas metamórficas que no muestran este aspecto cuando todos sus constituyentes han sido reorientados por una esquistosidad de flujo o han recristalizado según el plano de esquistosidad, que constituye entonces el plano de foliación. Isoclinal: Se aplica a los pliegues cuyos flancos son paralelos. La asociación de estos pliegues caracteriza el estilo isoclinal. Oolito: Roca sedimentaria, normalmente una caliza (por tanto caliza oolítica), compuesta principalmente de oolitos cementados. Los oolitos son cuerpos ovoides acrecionales que se parecen a huevas de peces, constituidos por capas concéntricas depositadas alrededor de un núcleo (como por ejemplo un fragmento de concha o un grano de arena) en aguas someras y agitadas. Los oolitos varían entre 0,25 y 2,00 mm de tamaño, pero sus tamaños típicos están entre 0,5 mm y 1,0 mm de diámetro. Rumbo: Orientación. Dirección de una línea con referencia a los puntos cardinales de la brújula. Cojinete, soporte, punto de apoyo. Sinclinal: Pliegue de concavidad hacia arriba que contiene rocas estratigráficamente más jóvenes en el núcleo. Lo contrario de «anticlinal». Cuando se desconocen las relaciones de edad de las rocas, dicho pliegue se denomina sinforma.
