Monografia Principal - TEMAS de GEOLOGIA

GEOLOGIA GENERAL 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

GEOLOGIA GENERAL

TEORIA BASICA DE GEOLOGIA GEOLOGIA

Ing. Juan Fredy CALLA CALLA FERNANDEZ

C.U. - PUNO – PERU

2013

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


GEOLOGIA GENERAL INTRODUCCION.La importancia de la Geología en la ingeniería, es de que, el ingeniero se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el conocimiento de la geología es necesario. Indudablemente aprenderá más geología en el campo y en la práctica que la que puede enseñarle en las aulas o en el laboratorio de una facultad o escuela. Pero este aprendizaje será más fácil y más rápido y su aplicación más eficaz, si en sus cursos de ingeniería se han incluido los principios básico de la geología, merecen citarse especialmente algunas ventajas especifica las cuales algunas de ellas al desarrollare con más pausa a través del trabajo. •

El reconocimiento sistematizado de los suelos y estructuras rocosas para el emplazamiento de la obra.

•

Los problemas de cimentación son esencialmente geológico. Los edificios, obras hidráulicas, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún material natural o terreno de fundación..

•

Las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse con mayor seguridad.

•

El conocimiento de la existencia de aguas subterráneas, y los elementos de la hidrología subterránea, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniería práctica.

•

El conocimiento de las aguas superficiales, sus efectos de erosión, su transporte y sus sedimentaciones, es esencial para el control de las corrientes, los trabajos de defensa de márgenes y costas los de conservación de suelos y otras actividades.

•

La capa capaci cida dadd para para leer leer e inter interpre pretar, tar, infor informe mess geo geológ lógico ico,, mapa mapas, s, plan planos os geológicos y topográficos y fotografía, es de gran utilidad para la planeación de muchas obras.



GEOLOGIA GENERAL INTRODUCCION.La importancia de la Geología en la ingeniería, es de que, el ingeniero se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el conocimiento de la geología es necesario. Indudablemente aprenderá más geología en el campo y en la práctica que la que puede enseñarle en las aulas o en el laboratorio de una facultad o escuela. Pero este aprendizaje será más fácil y más rápido y su aplicación más eficaz, si en sus cursos de ingeniería se han incluido los principios básico de la geología, merecen citarse especialmente algunas ventajas especifica las cuales algunas de ellas al desarrollare con más pausa a través del trabajo. •

El reconocimiento sistematizado de los suelos y estructuras rocosas para el emplazamiento de la obra.

•

Los problemas de cimentación son esencialmente geológico. Los edificios, obras hidráulicas, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún material natural o terreno de fundación..

•

Las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse con mayor seguridad.

•

El conocimiento de la existencia de aguas subterráneas, y los elementos de la hidrología subterránea, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniería práctica.

•

El conocimiento de las aguas superficiales, sus efectos de erosión, su transporte y sus sedimentaciones, es esencial para el control de las corrientes, los trabajos de defensa de márgenes y costas los de conservación de suelos y otras actividades.

•

La capa capaci cida dadd para para leer leer e inter interpre pretar, tar, infor informe mess geo geológ lógico ico,, mapa mapas, s, plan planos os geológicos y topográficos y fotografía, es de gran utilidad para la planeación de muchas obras.


GEOLOGIA GENERAL 3 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------•

La capacitación para reconocer la naturaleza de los problemas geológicos.

DEFINICION DE GEOLOGÍA: Estudia la composición, estructura y desarrollo del planeta Tierra. Su objeto principal de estudio es la litosfera (esfera pétrea que constituye la capa sólida exterior de la Tierra, donde se producen grandes cambios) La geología estudia los siguientes aspectos :

GEOTECNIA: Del griego geos, tierra, y tecnos, arte. Es la rama de la Ingeniería Geológica e Ingeniería Civi Civil, l, que estud estudia ia las las carac caracter teríst ístic icas as de los terren terrenos os desd desdee el punto punto de vista vista de la seguridad de las construcciones de obras civiles, que en ellos se proyecta realizar. Esto se refiere al estudio del terreno de fundación, en una profundidad que depende de la clase y magnitud de la obra proyectada. En él hay que determinar la resistencia y permeabilidad de las diferentes rocas y suelos, que pueden encontrarse; sus posibles alteraciones, existe existenci nciaa y profundi profundidad dad de mantos mantos acuífero acuífeross superfi superficia ciales les y su infl influen uencia cia en las ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


condiciones de seguridad del terreno. El campo de aplicación comprende el estudio de las cimentaciones de edificios, estribos de presas, tanto en lo que se refiere a resistencia del terreno, como a su impermeabilidad; cimentaciones de puentes, solidez del terreno en los canales, carreteras, pilas de grandes redes eléctricas, vías férreas y, en general, en todas aquellas construcciones que por su importancia requieran una solidez especial del terreno en que han de ubicarse. En la aplicación de los principios geológicos e ingenieriles, así como de los métodos para resolver problemas de la Ingeniería Civil; incluye la mecánica de suelos, la mecánica de rocas y los aspectos ingenieriles de la geología aplicada.

GEOLOGIA

INGENIERIA CIVIL

GEOTECNIA •

Ingeniería Geológica

•

Mecánica de suelos

Empírico - descriptiva

•

Mecánica de rocas Teórico-analítico-experimental

LA CORTEZA TERRESTRE.Toda la Tierra esta hecha de rocas y minerales. Dentro de la tierra hay una base líquida de roca fundida y en el exterior hay una corteza dura. Si usted compara la tierra con un huevo, la cáscara del huevo es como la corteza en la tierra. La corteza se compone de rocas y de minerales. Mucha de la corteza esta cubierta por agua, la arena, el suelo y el hielo. Si usted cava lo suficientemente profundo, siempre encontrará rocas. Debajo de la capa de suelo débil, arena y rocas desmenuzadas, en la Tierra se encuentra la roca de fondo, que es una roca sólida. •

La cortez cortezaa repres represen enta ta meno menoss del del 1% de la masa masa de la Tierra Tierra (0,4%) (0,4%) esta esta compuesta de oxígeno, aluminio, magnesio, calcio, silicio, potasio, sodio, hierro. Hay 8 elementos que forman el 99% de la corteza de la Tierra. Los continentes tienen sobre los 35 km de grosor y los suelos marinos tienen cerca de 7 km de grosor.

•

El manto es la cubierta sólida de la Tierra y tiene cerca de 2900 km de grosor. Representa cerca del 70% de la masa de la Tierra (68,1%). Se compone de silicio, oxígeno, aluminio y hierro.



El núcleo se compone principalmente de hierro y de níquel y supone cerca del 30% de la masa de la Tierra (31,5%). El núcleo externo tiene 2200 km de grosor y es líquido, el núcleo interno tiene 1270 kilómetros de grueso y es sólido.

Figura: Sección representativa de la Tierra

PROCESO DE FORMACIÓN DE LAS ROCAS.Las rocas que ve alrededor de usted, las montañas, barrancos y lechos de ríos, estan todas formadas por minerales. Una roca se compone de 2 o más minerales. Piense en una galleta de chocolate como una roca. La galleta se hace de harina, de mantequilla, de azúcar y de chocolate. La galleta es como una roca y la harina, la mantequilla, el azúcar y el chocolate son como los minerales. Necesita los minerales para hacer rocas, pero no necesita las rocas para hacer los minerales. Todas las rocas estas formadas por minerales. La diferencia entre las rocas y los minerales reside en que un mineral es una sustancia inorgánica que puede estar dotada de una forma característica y una composición química uniforme, mientras que una piedra está compuesta por más de un mineral de manera que al partirla sus fragmentos pueden estar integrados por distintos minerales . Tipos de rocas :

Las rocas se dividen en 3 tipos: •

Ígneas (Igneous rock)

•

Sedimentarias (Sedimentary rock)

•

Metamórficas (Metamorphic rock)



Tres procesos distintos intervienen en la formación de rocas a partir del conjunto de los minerales formadores de rocas, reunidos en diferentes proporciones. Se les conoce como procesos ígneos, sedimentarios y metamórficos.

El ciclo de las rocas .Las rocas están constantemente formándose, depositándose y hundiéndose hacia abajo y después volviéndose a formar una y otra vez. Esto se conoce como el ciclo de la rocas . Es como el ciclo del agua pero dura mucho más. Dicho cambio lleva millares y millones de años a las rocas). Las rocas expuestas a la meteorización y erosión del viento, el agua y agentes químicos, luego son depositadas como sedimentos. Los sedimentos compactados y cementados forman las rocas sedimentarias. Si pasan al interior de la corteza terrestre se transforman en rocas metamórficas por las altas temperaturas y presiones, o se funden y se solidifican dando rocas ígneas. Éstas a su vez pueden volver a la superficie terrestre en forma de volcán o quedar expuestas y a consecuencia de la erosión y la meteorización comenzar el ciclo nuevamente.



Figura: El ciclo de las rocas

Proceso de formación de las rocas ígneas.Las rocas endógenas, de griego endos (interior) y geno (origen o engendrar), son aquellas que se han formado en el interior de la corteza terrestre. Los agentes transformadores de estos materiales son, principalmente, la temperatura y la presión. Si las rocas resultantes lo son por consolidación de materias fundidas, se denominan generalmente rocas ígneas o magmáticas; no así cuando se trata de la transformación endógena de rocas preexistentes en el interior de la corteza terrestre que no están en estado fluido (sean de origen ígneo o sedimentario), las cuales se denominan entonces rocas metamórficas (véase el artículo sobre rocas metamórficas).

Las rocas ígneas o magmáticas se hallan constituidos por minerales silicatados ( feldespatos , piroxenos , anfiboles, etc,), no están estratificadas y carecen de fósiles. Las rocas ígneas en su mayoría son duras y consistentes y se caracterizan por la uniformidad de su textura, con excepción de los pórfidos en los cuales los cristales más grandes se encuentran incrustados en una masa molida de grano fino. Si se especifica que la consolidación de las materias ígneas sucede en las zonas más internas de la corteza terrestre, en un confinamiento total, se definen entonces como ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 7 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


rocas ígneas plutónicas o intrusivas (ejemplo de los granitos y sienitas); si lo son en la superficie se denominan rocas ígneas volcánicas, extrusivas o efusivas (ejemplo de los basaltos); si suceden en una zona intermedia aprovechando fracturas o grietas, en un confinamiento parcial, surgen entonces las rocas ígneas filonianas (ejemplo de las aplitas y pórfidas).

Formación de los magmas.Las rocas magmáticas constituyen alrededor del 80% de todas las rocas de la corteza terrestre. Su formación, como se ha dicho, se debe a la solidificación de los magmas (masas fundidas), transformados por efecto de la temperatura y la presión. Las temperaturas de los magmas oscilan entre los 600º C., y los 1.300º C., dependiendo de que sean más o menos ácidos o básicos. El punto de fusión de las rocas endógenas está influido por el nivel de presión a que están sometidas. Cuando la presión es muy alta aumenta también el punto de fusión, lo que significa que una elevada temperatura puede no ser suficiente para alcanzar la formación del magma, manteniéndose las masas rocosas en estado sólido. Si por motivos tectónicos se produjese una disminución de la presión (fallas o pliegues), disminuiría el punto de fusión y la roca fundiría convirtiéndose en una materia magmática.

La formación de las rocas magmáticas se debe a la solidificación de las masas fundidas, transformadas por efecto de la temperatura y la presión

Textura magmática.La textura del magma, es decir, el conjunto de relaciones entre todos los componentes de una roca, depende de varios factores, tales como composición, profundidad y velocidad ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 8 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


de enfriamiento. Se define como textura granítica o granuda, la que presentan las rocas compuestas por pequeños cristales granulares y regulares, con una clara diferenciación de los minerales que contienen. Se da cuando el enfriamiento del magma transcurre lentamente por efecto de la gran profundidad en que se encuentran, lo que supone una cristalización uniforme de los minerales (cristales con tamaño similar). Es típica de las rocas plutónicas.

Composición magmática.En base a su composición, en los magmas se distinguen tres fases: líquida, sólida y gaseosa. La fase líquida depende de la proporción en silicatos de los magmas.

En la fase gaseosa de un magma se distingue un contenido en componentes volátiles tales como vapor de agua, dióxido de carbono; ácidos clorhídrico, bórico y sulfhídrico, entre otros. Todos ellos colaboran en hacer un magma más fluido

Fig. Corte esquemático del proceso ígneo



Figura: formación de las rocas IGNEAS: Extrusivas e Intrusitas (Plutonicas)

Proceso de formación de las rocas sedimentarias.Los materiales desintegrados son transportados por el agua y por el viento hasta que se depositan y se acumulan como sedimentos. Estos depósitos se compactan por el peso de las sucesivas capas de material y se disponen en forma de capas y estratos. La dureza depende del grado de cementación de los gránulos Los minerales que se observan en las rocas sedimentarias pueden ser de todo tipo y proceder de rocas metamórficas, ígneas o de otras sedimentarias. Algunos de estos minerales se incorporan con poca o ninguna alteración en su constitución física o química, otros en cambio, antes de formar parte de una roca sedimentaria han sufrido una severa erosión Los más comunes en las rocas formadas por fragmentos son los constituidos por cuarzo, feldespato

y arcillas. Un mineral importante presente en las rocas sedimentarias y

metamórficas, pero no en las ígneas es la calcita. Los sedimentos formados por partículas rotas de las rocas originales se denominan clásticos. Algunas de las rocas preexistentes pueden haberse transformado en sedimentarias sin que existan evidencias de partículas clásticas o fragmentarias por haberse incorporado a soluciones transportadas luego por las corrientes de agua. Los sedimentos constituidos por materiales en solución se denominan precipitados.



Se forman bajo el agua, en mares y lagos y en depósitos de arena y polvo transportados por el viento. Cuando se forman bajo el agua, estos sedimentos tienen cantidades variables de dos componentes:

1. Detritus, el producto de erosión transportado al mar por los ríos; este material se compone principalmente de cuarzo, arcilla, mica y fragmentos de roca; y

2. Minerales precipitados a partir de soluciones en el agua, primordialmente carbonatos de calcio y magnesio, sulfuros y óxidos e hidróxidos de hierro y sílice en forma de cuarzo.

La alteración del tamaño durante el transporte (desgaste y mayor o menor redondez), depende de la dureza del material y la energía que lleve en su recorrido

Los sedimentos se depositan hundiéndose lentamente en cuencas sedimentarias, que son áreas de aguas someras de la superficie terrestre. Los sedimentos también se acumulan en las zonas más profundas del océano y en las cuencas adyacentes a algunas partes de loa continentes. Por regla general, el material de grano más grueso se acumula en zonas cercanas a tierra y, el de grano más fino, más hacia el interior del mar. El agua salada de los estuarios provoca la floculación de la arcilla suspendida en aguas fluviales y se deposita como lodo en los depósitos de estuario. Las rocas sedimentarias comunes incluyen capas de arcilla, lodo, arena y grava que cuando se convierten en rocas duras, por el proceso de DIAGENESIS , después de rellenar los espacios con material cementante, forman lutitas, limolitas, areniscas y conglomerados, respectivamente. La caliza es otra roca sedimentaria muy común .

Díagénesis y litificación. Cuando los sedimentos son sepultados tiene lugar todo tipo de procesos químicos y físicos que pueden conducir a modificaciones bastante radicales del material original. Con el término diagénesis se cubren todas esas transformaciones ocurridas a ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


temperaturas y presiones relativamente bajas, en zonas no muy profundas por debajo de la superficie de la Tierra. Los tres procesos diagenéticos en la formación de las rocas sedimentarias, son: •

La cementación.

•

La consolidación-desecación, y

•

La cristalización

Roca sedimentaria, donde se aprecian los diferentes estratos sedimentarios

Estratos.Las características de los estratos dependen de los materiales que se depositaron, de las condiciones de sedimentación y de las deformaciones a las que han sido sometidos. Los estratos presentes en una determinada sección del terreno forman una serie estratigráfica. Cada estrato significa una interrupción en la sedimentación, un periodo de erosión o un cambio en el tipo de material depositado La naturaleza de los estratos es muy variada. Pueden ser detríticos si están formados por fragmentos de otras rocas preexistentes. Son calizos si se originan cuando se produce la precipitación de carbonato de calcio, o salinos, si su origen es la evaporación del agua donde estaban disueltas las sales



Foto: Estratos Geológicos

Proceso de formación de las rocas metamórficas.Las rocas metamórficas son aquellas que surgen por transformación de los minerales que integran otras rocas preexistentes en la corteza terrestre. Los agentes que intervienen en el metamorfismo son, principalmente, la presión y la temperatura, que actúan sobre las rocas en estado sólido. El metamorfismo es un proceso isoquímico, es decir, que no supone ningún cambio químico en la composición de las rocas implicadas, en caso contrario nos encontraríamos en presencia de un proceso denominado metasomátismo.

Agentes metamórficos.•

Temperatura.La temperatura aumenta conforme avanzamos hacia el interior de la Tierra. El denominado gradiente geotérmico (término medio de incremento de temperatura) es alrededor de unos 30º C. por cada kilómetro de profundidad (salvo excepciones de tipo local); esto significa que en lo más profundo de la corteza la temperatura es superior a los 300º C. (puede alcanzar los 700º C.).

•

Presión.La presión, al igual que la temperatura, también aumenta con la profundidad, pero es variable en aquellas zonas en que se manifiestan procesos de colisión de placas, o en los bordes de las placas; en estos casos la presión es mayor por



efecto de fuerzas compresivas, justamente al contrario de lo que sucede en las dorsales oceánicas, en que la fuerzas desarrolladas son distensivas. •

Presión litostática.Las rocas que se encuentran situadas en las zonas más internas de la corteza, están expuestas a la llamada presión litostática (también llamada presión de carga),

es decir, a la carga de los materiales que se encuentran situados por

encima. Esta presión es de tipo hidrostático; esto significa que la fuerza está aplicada en todas las direcciones y sentidos como sucede en el interior de un líquido (ejemplo de los vasos comunicantes), y varía únicamente con la profundidad •

Presión de fluidos y de confinamiento.Además de la presión litostática, que es debida únicamente a la carga ejercida sobre las rocas más internas a través de los materiales sólidos que se encuentran por encima, se distingue otro tipo llamado presión de fluidos. Esta fuerza tiene lugar en rocas permeables que permiten el paso de líquidos (agua, petróleo...) a través de sus poros, grietas o fisuras. A la combinación o suma de ambas presiones litostáticas y de fluidos se le denomina presión de confinamiento.

Tipos de metamorfismo.La textura de las rocas metamórficas, así como los cambios en la proporción o composición de los minerales que contienen, está causado fundamentalmente por la presión y temperatura. Los diferentes tipos de metamorfismo, tienen que ver con la intensidad en que estos agentes predominan uno sobre otro, o mantienen fuerzas dinámicas semejantes. Se distinguen el metamorfismo dinámico, metamorfismo de contacto y metamorfismo regional . •

Metamorfismo dinámico.-

El metamorfismo dinámico, también llamado dinamometamorfismo, es consecuencia directa de las fuerzas ejercidas por la presión. Su ámbito de actuación son las fallas y zonas de fracturas, donde se liberan grandes cantidades de energía por efecto de los desplazamientos de placas o bloques, los cuales provocan la trituración o disgregación de los materiales que las integran. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 14 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


Metamorfismo de contacto.-

En el metamorfismo de contacto, también llamado metamorfismo térmico, se manifiesta precisamente por efecto de la temperatura. Las masas magmáticas, cuando ascienden a la superficie de la corteza terrestre, encuentran en su camino rocas que están a temperaturas muy inferiores; las altas diferencias de temperatura existentes provocan que las rocas sufran transformaciones en los minerales que contienen. •

Metamorfismo regional .-

El metamorfismo regional, también llamado metamorfismo termodinámico, se manifiesta por efecto de la temperatura y la presión actuando conjuntamente. El grado de metamorfismo será más intenso, cuanto mayores sean estos agentes, distinguiéndose progresivamente rocas de metamorfismo bajo, medio y alto. En cada uno de estos grados aparecen rocas con características muy definidas, ejemplo de las series pelíticas (limonitas, arcillitas...) que parten de sedimentos arcillosos. Este tipo de metamorfismo afecta a grandes extensiones, y son típicas en las cuencas geosinclinales y orogénicas. Conforme se avanza internamente en el geosinclinal, los sedimentos arcillosos son sometidos a los citados agentes de presión y temperatura, que van igualmente aumentando proporcionalmente con la profundidad, dando lugar a una serie de rocas según el grado de metamorfismo de que se trate, y que en orden ascendente son: arcillas, pizarras, esquistos y gneis.

Fig.: Metamorfismo regional

MINERALES QUE FORMAN ROCAS Aunque se conocen más de 2,000 minerales sólo unos cuantos de ellos son minerales que forman rocas, o sea, que quedan comprendidos en la mayor parte de las rocas de la corteza terrestre. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 15 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


El término mineral se define como una sustancia de origen natural y composición química definida, que se encuentra en la superficie o en la corteza terrestre. Las rocas están formadas por diversas clases de minerales, principalmente por compuestos de sílice (silicatos) y carbonatos. Estas pueden estar compuestas por uno o varios tipos de mineral. Por lo general aproximadamente el 95% de una roca lo constituyen tres o cuatro minerales y el 5% restantes puede contener hasta 20. Los principales minerales son los que tienen importancia en ingeniería. Se conocen miles de minerales, pero en la práctica de la geotecnia se requiere sólo del conocimiento de minerales formadores de rocas.

Minerales Fundamentales de Las Rocas

Piroxenos.Están muy relacionados con los anfíboles, formando el subgrupo de los ionosilicatos. Junto con los anfíboles forman alrededor del 16% del peso de la corteza terrestre. Químicamente son silicatos, contienen calcio, magnesio, hierro o metales alcalinos como sodio y litio. El mineral ENSTATITA, e s un silicato y pertenece al grupo de los piroxenos , al igual que la hiperstena, se presenta en masas laminares o fibrosas y rara

vez en forma de cristales a veces no bien terminados, se lo encuentra en rocas serpentínicas y peridotíticas, y también es abundante en meteoritos litoides El mineral AUGITA,

Es un silicato y pertenece al grupo de los piroxenos. Es un mineral muy

común que se encuentra en rocas básicas. Se forma sobre todo en los basaltos y en otras rocas de origen volcánico.



Foto: Mineral ENSTATITA

Foto: Mineral HIPERSTENA

Silicatos.Más del 90 por ciento de los minerales que forman rocas son silicatos, compuestos de silicio y oxigeno y uno o más metales. Los más comunes minerales silicatados son el olivino, la augita, la hornblenda, la biotita, la muscovita, los feldespatos y el cuarzo. Cada uno de estos minerales que forman rocas posee un esqueleto de tetraedros de silicio-oxigeno.

Olivino.Los tetraedros de silicio-oxigeno ligados con iones positivos de hierro o de magnesio, o con ambos, forman el olivino, así su fórmula se escribe (Mg, Fe)2 SiO4. Su peso específico varia de 3.27 a 3.37, aumentando con la cantidad de hierro presente.

Augita.La estructura cristalina de la augita se basa en cadenas aisladas de tetraedros, enlazados por iones de hierro y magnesio. Su color va de verde muy oscuro a negro, su raspadura es incolora; su peso específico varía de 3.2 a 3.4 y su clivaje o crucero se desarrolla a lo largo de dos planos casi perpendiculares entre si.

Hornblenda.La estructura cristalina del mineral hornblenda está basada en cadenas dobles de tetraedros, enlazados por los iones de hierro y magnesio comunes a todos los ferromagnesianos y por iones de calcio, sodio y aluminio. El color de la hornblenda va ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 17 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


también de verde oscuro al negro, como el de la augita; su raya es incolora, su peso específico es de 3.2, y tiene dos direcciones de clivaje formando ángulos de aproximadamente 56° y 124°, que ayudan a distinguir la hornblenda de la augita.

Foto: Mineral Hornblenda

Micas.Los minerales de Mica hace que las rocas brillen. Generalmente se les encuentra en las rocas ígneas tales como el granito y las rocas metamórficas como el Esquisto. Brillan porque la luz se refleja en sus superficies planas, que es donde el mineral se fractura a lo largo de su hendidura plana. Estos minerales se fracturan tan facilmente a lo largo de de sus hendiduras, que algunos cristales se han fracturado en muchísimas capas que parecen páginas de un pequeño libro. Los americanos de la época colonial usaban estas “páginas” de cristales de mica como vídrio para sus ventanas

Muscovita.Esta mica blanca, tiene la misma estructura cristalina básica de la biotita, pero en la muscovita cada par de láminas de tetraedros está firmemente cementada por iones de aluminio. Sin embargo, como en la biotita, las hojas dobles están débilmente unidas por iones de potasio a lo largo de los cuales se desarrolla fácilmente el clivaje. El color de la muscovita en bloques gruesos es amarillo claro, café, verde o rojo. Su peso específico varía de 2.8 a 3.1.

Biotita.La biotita es una mica, en la biotita los iones son de hierro y magnesio. Estas láminas dobles básicas de mica están, a su vez, unidas débilmente por iones positivos de potasio. Las láminas de biotita o de cualquier otra de las micas se pueden deshojar fácilmente, por que existe un clivaje perfecto a lo largo de las superficies de esos débiles enlaces de



potasio. La biotita en bloques gruesos es, por lo común, de color verde oscuro, y de café a negro. Su peso específico es de 2.8 a 3.2.

Foto: Minerales MICAS

Foto: Mineral Biotita

Anfíboles.Mineral del grupo de los ionosilicatos. Químicamente, los anfíboles son silicatos que contienen los mismos tipos de elementos que los piroxenos pero también contienen grupos hidroxilo (OH). Presentan hábito generalmente alargado o acicular y se encuentran fundamentalmente en las rocas ígneas y metamórficas

Feldespatos. Aluminosilicatos de potasio, sodio, calcio o bario.

Se presentan como cristales aislados

o en masas y componen muchas rocas ígneas y metamórficas. Son los minerales más abundantes y ocupan casi la mitad del volumen de la corteza terrestre. Sus variedades, consideradas en su conjunto, constituyen la más abundante y difusa familia de minerales que se conozcan. Los feldespatos tienen gran interés científico por componer gran número de rocas y porque, mediante su estudio, es posible



comprender los mecanismos químico-físicos que han intervenido en la formación de la litosfera.

Los nombres que se han dado a los feldespatos son Ortoclasa y plagioclasa. Esta última, a su vez, se ha subdividido en dos minerales; albita y anortita. Cada uno de ellos representa los “miembros finales” de la secuencia. La ortoclasa es el feldespato potásico; la albita contiene sodio y la anortita, calcio. El nombre ortoclasa se deriva del griego orthos, “recto” y klasis, “rotura”, porque los dos cruceros dominantes se intersectan en ángulo recto cuando se rompe un pedazo de ortoclasa. El aluminio sustituye al silicio en cada cuarto tetraedro y los iones positivos de potasio corrigen el desequilibrio eléctrico. La raya de la ortoclasa es blanca; su color es blanco, gris o rosado y su peso específico es de 2.57. Los feldespatos-plagioclasa

(“rotura oblicua”), se llaman así porque tienen planos de

clivaje intersectados a unos 86°. Uno de los planos de clivaje o crucero está definido por estriaciones. Los dos feldespatos plagioclasa son la albita y la anortita. En la albita el aluminio sustituye al silicio en cada cuarto tetraedro, y los iones positivos de sodio corrigen el desequilibrio eléctrico. El peso específico de la albita es 2.62. En la anortita, el aluminio reemplaza al silicio en cada segundo tetraedro y los iones positivos de calcio originan el desequilibro eléctrico. El peso específico de la anortia es 2.76. Ambos feldespatos plagioclasa pueden ser incoloros.

Blancos o grises, aunque algunos

ejemplares muestran un juego de colores llamado opalescencia.

Foto: Mineral Anortita



Foto: Mineral Ortoclasa

Cuarzo.El cuarzo a veces llamado también sílice, es el mineral mas común que forma rocas, compuesto exclusivamente de tetraedros de silicio-oxigeno. Cada ion de oxigeno que compartido con los iones de silicio adyacentes, lo que implica que hay dos iones de oxigeno para cada uno de silicio. Esta relación está representada por la fórmula SiO 2 Es peso específico del cuarzo es 2,65 El cuarzo usualmente se presenta de color humo a incolora pero muchas variedades más raras incluyen colores púrpura o violeta, amatista rojizo o Rosado, cuarzo rosa, humo dos tonos de amarillo a café, como el cuarzo ahumado y el cuarzo lechoso. Esta diferencias de color se deben a otros elementos que aparecen como impurezas, los cuales no afectan la estructura cristalina del cuarzo.

Foto: Mineral CUARZO

Óxidos Minerales. Los óxidos minerales están formados por la unión directa de su elemento con el oxigeno. Son minerales relativamente simples, en comparación con los silicatos, de estructuras más complicadas. Los óxidos minerales son. Por lo común, más duros que cualquier otra clase de minerales, exceptuando los silicatos, y son más pesados que otros, excluidos los sulfuros

Carbonatos y sulfatos minerales. La combinación de un ion de calcio con uno de carbono-oxígeno produce carbonato de calcio, CaCO3, que en su forma mineral se conoce con el nombre de calcita. Este mineral es el componente principal de la roca sedimentaria común, llamada caliza. El ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 21 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


otro ion complejo es el (SO 4), combinación de un ion de azufre con cuatro de oxígeno. Este ion se combina con otros para formar sulfatos, por ejemplo, se enlaza con un ion de calcio, para formar sulfato de calcio, CaSO 4 , que es el mineral anhidrita.

Calcita.Está compuesto principalmente de carbonato de calcio. Después del cuarzo, es el más abundante de todos los minerales de la Tierra. Es el constituyente elemental de distintos tipos de rocas sedimentarias (calizas, travertinos), o metamórficas (mármoles , esquistos calcáreos). Su importancia industrial

radica en que es la materia prima para la preparación de la cal.

Foto: Mineral CALCITA

ORGANIZACIÓN DE LOS MINERALES. Sabemos que los minerales son combinaciones especiales de elementos o compuestos en el estado sólido, pero ahora podemos completar nuestra definición de lo que es un mineral 1. Es un elemento o compuesto inorgánico en estado sólido, que se presenta naturalmente; 2. Tiene una composición definida; 3. Posee una estructura cristalina única; y 4. Muestra ciertas propiedades físicas como consecuencia e su composición y de su estructura cristalina. La escala de dureza más conocida mundialmente es la de Mohs, que consta de 10

minerales tomados como patrones : Tabla: Escala de Mohs



Densidad relativa de las rocas.Las densidades de las diferentes rocas varía desde 2.6 en las rocas con abundante sílice y que, por lo tanto, contiene cuarzo y feldespatos como minerales primarios o principales hasta 3.4 en las rocas básicas y ultrabásicas que contienen menos sílice pero mas magnesio y hierro. Las rocas con intersticios, resultado de los procesos en que se formó originalmente la roca o de su desgaste posterior en la superficie, tienen una densidad relativa menor. Estos intersticios hacen que la roca sea mecánicamente débil, de modo que la densidad relativa de una roca y la comparación con el valor esperado para una muestra del mismo tipo, pero no intemperizada, indican la resistencia de la misma. Esta es una de las pruebas geotécnicas estándar con muestras de roca.

DESCRIPCION DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS.Las rocas sedimentarias pueden ser: detríticas terrígenas, químicas, bioquímicas y orgánica Las rocas detríticas terrígenas son aquellas que están formadas por fragmentos de minerales o rocas preexistentes. Son resultado de procesos dinámicos, aunque también pueden estar influidas en menor medida por otros procesos químicos o bioquímicos. En las rocas detríticas terrígenas se distinguen: •

•

•

•

Clastos , o conjunto de granos en contacto o no formando un armazón. Matríz , o granos finos como limos y arcillas que se encuentran situados entre los clastos. Cemento, o depósito químico que mantiene unidos la matriz y los clastos. Poros , o malla que mantiene interconectada o no los espacios vacíos.



La textura de las rocas sedimentarias es la relación que existe entre sus distintos elementos. Por el aspecto superficial, tamaño granular, forma, redondez, etc. se pueden clasificar en conglomerados, areniscas y lutitas (limos y arcillas de grano muy fino).

Conglomerados. -

Los conglomerados son rocas sedimentarias formadas por consolidación de cantos, guijarros o gravas, de fragmentos superiores a 4 mm (si los granos son entre 2 y 4 mm. se denomina microconglomerado), englobados por una matriz arenosa o arcillosa y con un cemento de grano fino que los une (caliza o silícea).

Los conglomerados son rocas sedimentarias formadas por consolidación (soldadura) de cantos, guijarros o gravas redondeados

Brechas.Las brechas son conglomerados que se forman en los tramos altos de los ríos a base de cantos grandes y angulosos, los cuales no se han visto sometidos al desgaste producido por un transporte prolongado. De estructura similar pero de origen diferente son las denominadas brechas de escollera; éstas se forman al pie de los acantilados por la acción del oleaje. Se distinguen muchas variedades de brechas: calcáreas, osíferas, etc.

Las areniscas.Roca de origen mecánico, de granulado grueso. Está formada por masas consolidadas de arena unidas por un cimentador . Su composición química es la misma que la de la arena, por lo que la roca está compuesta esencialmente de cuarzo. El material cimentador que mantiene unidos los granos de arena suele estar compuesto por sílice, carbonato de ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 24 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


calcio

u óxido de hierro. El color de la roca está determinado según el material

cimentador: los óxidos de hierro generan arenisca roja o pardo rojiza y los otros producen arenisca color blanca o grisácea. Se utiliza en la construcción y sirve como depósito natural de petróleo y gas . Estas rocas sedimentarias cuyos granos poseen un diámetro inferior a 2 mm. Se trata de arenas cementadas en una matriz que, aunque puede ser de naturaleza muy variada, es generalmente silícea. La permeabilidad de estas rocas depende del número y tamaño de los poros que se intercomunican. Las areniscas se clasifican en cuatro tipos: Ortocuarcitas, arcosas, grauvacas y molasas.

Las cuarcitica.-(Roca Arenisca) Son areniscas detríticas bien estratificadas formadas casi exclusivamente de granos de cuarzo (hasta el 90% de cuarzo). Están escasamente cementadas a base de sílice.

Las arcosas.- (Roca Arenisca) Son areniscas detríticas muy poco estratificadas, en las que predominan sobre las arcillas el cuarzo (entre un 40 y un 80% de cuarzo) y los feldespatos. Poseen un cemento de tipo calcáreo.

Las grauvacas.- (Roca Arenisca) Son areniscas detríticas, generalmente de origen marino, en las que predominan las arcillas y feldespatos sobre el cuarzo. Se forman en condiciones de rápida erosión, transporte y deposición, lo cual impide que se alteren los componentes arcillosos. Los límites de su composición son muy variados. El cemento es de tipo arcilloso.



Foto: Roca Arenisca Cuarcitita

Foto: Roca Arenisca Arcosica

Las lutitas.- (limonitas y arcillitas) Son rocas detríticas de grano muy fino (las arcillas tienen menos de 0,002 mm.). Están cementadas por precipitación química, y su porosidad puede llegar a ser inferior al 10% cuando se produce la compactación de limos y arcillas; éstas últimas tienen un alto valor económico. Se distinguen: Arcillas caolínicas, arcillas esmécticas, loess y margas.

Arcillas.Es una roca sedimentaria clástica poco consolidada, constituida por silicato de aluminio hidratado. La arcilla pura es el caolín (o arcilla china), que aparece en cristalitos en forma de escamas, es blanda y blanca con plasticidad variable y que retiene su color blanco durante la cocción. Las demás arcillas contienen impurezas, a las cuales deben su color, y varían en plasticidad, aunque todas son más o menos maleables y capaces de ser moldeadas cuando se humedecen con agua La arcilla tiene muchas aplicaciones industriales, debido a su plasticidad y a que se endurece a temperaturas elevadas. Se emplea para la fabricación de cemento, ladrillos, tejas, etc., así como en cerámica y alfarería. Algunas variedades se emplean en la fabricación de productos refractarios



Foto: Arcilla Blanca

Arcillas caolíniticas.Las arcillas caolíniticas, presentan caolín por hidrólisis de los feldespatos que contienen las rocas graníticas. El caolín es susceptible de plasticidad cuando se le añade agua, por ello es útil en la industria de la construcción. Dependiendo de si lleva o no impurezas puede ser destinado a la fabricación de tejas y ladrillos, o para su utilización en alfarería.

Foto: Arcilla Caolin

Arcillas esmécticas o bentonitas.Las arcillas esmécticas, también llamadas bentonitas en el ámbito de la industria, son materiales detersivos (con capacidad de limpiar). Su extrema porosidad le permite absorber las grasas, por ello es muy utilizado en varidos procesos industriales, por ejemplo como emulsionante. En la formación de estas arcillas tienen lugar materiales de origen volcánico, aguas marinas e hidrotermales.



ROCAS QUIMICAS.- (Rocas Sedimentarias ) Las rocas sedimentarias de origen químico pueden ser: carbonatadas, silíceas, evaporitas, fosfatadas , ferruginosas y calizas de precipitación.

Carbonatadas.-

Las rocas carbonatadas están compuestas, principalmente, de carbonato cálcico y cálcico-magnésico, caliza, dolomía, y otros elementos de precipitación por las aguas mediante procesos químicos o bioquímicos. Se distinguen las calizas detríticas, lumaquelas y coquinas, y encrinitas.

Las calizas.Roca sedimentaria constituida por calcita (carbonato de calcio) . Se forma en ambientes marinos y de aguas dulces por precipitación química del carbonato cálcico o a partir de organismos con esqueleto calcáreo (protozoos, corales, moluscos) Cuando se expone a altas temperaturas da origen a la cal (óxido de calcio) . La caliza cristalina metamórfica se conoce como mármol . Son rocas formadas por granos o fragmentos de carbonato del tamaño de arena y cimentados por caliza. Se distinguen las llamadas calcirruditas cuando los granos superan los 2 mm., y las calcarenitas si son entre 0,06 y 2 mm.



Foto: Roca Caliza

Yeso y Anhidrita.El yeso o sulfato cálcico hidratado, y su estado anhidro o deshidratado la anhidrita o sulfato cálcico dihidratado, es un mineral muy abundante en la naturaleza. Es compacto

o terroso y muy blando. Se denomina piedra de yeso o aljez cuando se presenta en masas compactas; alabastro si es en estado granudo puro (una roca blanca y traslúcida); y selenita o espejuelo si el yeso se muestra cristalizado en láminas. El yeso es un mineral muy utilizado en la industria de la construcción, escultura, en la agricultura para acondicionar las tierras de labor, y últimamente para la obtención de ácido sulfúrico. En ocasiones, los cristales de yeso presentan formas que recuerdan los pétalos de una rosa (rosa del desierto), sucede ordinariamente en zonas desérticas.

El yeso es un mineral muy abundante en la naturaleza y de gran interés económico

Los travertinos.Son rocas sedimentarias formadas por precipitación de calcita en cursos de agua, fuentes, manantiales termales, etc. Es porosa y contiene restos de plantas e impresiones. Tienen el mismo origen que las tobas calcáreas, pero éstas son menos duras.

Estalactitas y estalagmitas.Las estalactitas son concreciones de carbonato cálcico que penden de las grietas del techo en cuevas o grutas. Se forman por la infiltración de aguas que contienen altos niveles de sales calcáreas, silíceas, etc. Por su parte, las estalagmitas, son concreciones de sales como las que forman las estalactitas, pero éstas se construyen sobre el suelo a ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 29 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


partir de las gotas que caen; si las estalactitas y estalagmitas se unen pueden formar columnas.

ROCAS ORGANICAS.- (Rocas Sedimentarias) Las rocas orgánicas son aquellas que se han formado por la acción de los seres vivos. Son los carbones y petróleos.

Los carbones.Son rocas sedimentarias de origen orgánico formadas principalmente por carbono amorfo acompañado de hidrocarburos, compuestos orgánicos de naturaleza compleja (glúcidos como la celulosa y lignina), proteínas vegetales y materia inorgánica. El origen del carbón se debe a una progresiva carbonización de las materias vegetales mediante procesos anaeróbicos (en ausencia de oxígeno). Tras quedar sepultados los restos vegetales en cuencas, las bacterias anaerobias producen reacciones que transforman su componentes en ácidos húmicos; posteriormente se produce una compactación por presión en capas sucesivas, que junto con la temperatura culmina en la carbonización. La forma de presentación del carbón es primordialmente en secuencias de capas horizontales, combinadas en forma alterna con otras rocas de origen sedimentario. Aunque en el periodo. La forma de clasificación de los carbones más utilizada es la que atiende a su contenido en carbono. Así, de mayor a menor se distinguen: turba, lignito, Hulla y antracita.

Los carbones son rocas sedimentarias de origen orgánico cuya formación se remonta al Devónico



Turba.Las turbas son depósitos de materias vegetales en descomposición; se trata del carbón más reciente (entre un 45 y 60% de carbono), y constituye un primer paso en la carbonización natural. El color es más o menos parduzco. Su estructura es porosa, lo que le permite conservar gran cantidad de agua (hasta un 90%); si se seca o pierde el agua se contrae, esto sucede si es expuesta al aire.

Lignito.El lignito (de lignu o leño) es un carbón fósil de formación reciente (posterior a la hulla). Se trata de un combustible de calidad media (entre un 60 y 75% de carbono) como una turba fosilizada pero de calidad superior a ésta. Se localiza en terrenos secundarios y terciarios. El lignito de textura terrosa se denomina tierra de sombra; existe otra variedad compacta llamada azabache de color negro, que tiene utilidad en joyería por su capacidad para ser pulida.

Hulla.La hulla es un carbón natural negro y brillante, que contiene entre un 80 y 90 % de carbono. También contiene entre 3 y 20% de oxígeno, y entre 1 y 5% de hidrógeno. Se han formado en el Carbonífero a partir de los vegetales típicos de esa era, tales como equisetos, licopodios y helechos arborescentes. De ella se extrae por destilación seca alquitranes, amoniaco y productos volátiles como gases de alumbrado; en forma seca se utiliza como combustible.

Antracita.La antracita es un carbón natural de muy alto poder calorífico (posee un 95% de carbono). Arde con mucha dificultad pero desprende mucho calor. Es más brillante que la hulla y presenta una fractura concoidea. Su formación se remonta a los primeros periodos de la era Primaria.

DESCRIPCION DE ROCAS METAMORFICAS. Las rocas metamórficas surgen por la transformación endógena de las rocas preexistentes en el interior de la corteza terrestre, es decir, aquellas que no se encuentran en estado fluido, aunque su origen sea ígneo o sedimentario. Las rocas metamórficas pueden incluso ser fruto de la transformación de otras rocas también metamórficas, ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 31 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


formadas en ciclos geológicos anteriores. Debido a esto, y también a que en la corteza existen gran cantidad de formaciones rocosas ígneas y sedimentarias, este tipo de rocas pueden ser de características muy variadas.

Tipos de rocas metamórficas.Pizarras.Las pizarras son rocas originadas por metamorfismo regional, a base de rocas sedimentarias arcillosas. Son de color negro azulado y grano muy fino. Su textura es esquistosa y se puede dividir fácilmente en hojas delgadas y planas. Determinados tipos de pizarra negra tiene utilidad en la construcción (preferentemente como teja); también eran utilizadas antiguamente como tableros de escritura en las aulas. Se distinguen según su estructura las pizarras arcillosas, bituminosas, micáceas y cristalinas, entre otras. El proceso de metamorfismo produce la consolidación de la roca original y la formación de nuevos planos de exfoliación en los que la pizarra se divide en láminas características, finas y extensas. Muchas rocas que muestran esta exfoliación se llaman también, por extensión, pizarras. La pizarra auténtica es dura y compacta y no sufre meteorización apreciable.

Las pizarras son rocas metamórficas originadas a partir de rocas sedimentarias arcillosas



Foto: Roca metamórfica PIZARRAS

Filitas.Las filitas , del latín filu (hilo), son rocas metamórficas de características intermedias entre las pizarras y los esquistos micáceos. En realidad, son muy similares a las pizarras, pero se diferencian de estos en que surgen por metamorfismo regional muy profundo, por ello su textura es de grano más grueso, con superficies satinadas por efecto de la clorita y las micas recristalizadas.

Esquistos.Los esquistos, del griego scrhistós (dividido), son cualquiera de las rocas originadas por metamorfismo regional que presente estructura laminar, y aspecto pizarroso y homogéneo; especialmente aquellos cuyas superficies de exfoliación poseen brillos satinados. Contienen minerales en granos grandes y muchos otros micáceos (a la orientación de las micas se debe su brillo satinado), todos ellos distribuidos microscópicamente mediante alineaciones diferenciadas. Dentro del metamorfismo regional, los esquistos son el tipo de rocas más comunes y extendidas. Según la intensidad del metamorfismo y los minerales que intervienen, se distinguen: esquistos arcillosos, arenáceos, ambibolíticos, cloríticos, micáceos, moteados, talcosos y verdes.

La roca esquistosa más común y, tras el gneis, roca metamórfica más común, es el esquisto de mica. Se compone de mica, que suele aparecer como biotita o moscovita, y pequeñas cantidades de cuarzo. Los esquistos que contienen minerales accesorios



importantes se caracterizan por éstos. El esquisto granate-mica es un esquisto de mica que contiene cristales de granate

Foto: Roca Metamórfica ESQUISTO

Gneises.Los gneises son rocas originadas por metamorfismo regional muy intenso, y de composición similar a los granitos y otras rocas feldespáticas (la proporción de minerales ferromagnésicos es mínima). Se caracterizan por tener los cristales de mica dispuestos en bandas más o menos paralelas, y una esquistosidad mal definida. Si presentan cristales feldespáticos o cuarzos de gran tamaño, se denominan gneises glandulares o más corrientemente gneises de ojo de sapo. Las formaciones de gneises pueden consistir en grandes macizos, como ocurre con los batolitos graníticos. Los gneis reciben diferentes denominaciones en función de los componentes (gneis biotitico, moscovítico),

el origen (ortogneis si es producto del metamorfismo de rocas

eruptivas y paragneis, si lo es de rocas sedimentarias); o la textura (por ej. gneis ocelares).

Foto: Roca metamórfica GNEISS ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 34 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


Anfibolitas. Las ambifolitas

son rocas duras y tenaces, de color verde oscuro, originadas por un

metamorfismo de intensidad elevada a media, a partir de rocas magmáticas básicas, como los gabros, y otras de origen sedimentario en menor proporción, como las calizas. Están compuestas principalmente por anfibol (hornblenda), feldespato (en menor cantidad), cuarzo o mica. En el proceso de aumento de presión y temperatura, la hornblenda se torna inestable transformándose en piroxenos, o en eclogitas si también va acompañada por granate.

Mármoles.Los mármoles (del latín marmore), son rocas de grano fino o grueso compuestas por calcita y dolomita, originadas a partir de rocas calizas sedimentarias por metamorfismo regional o de contacto. Son de textura compacta y cristalina, y contienen generalmente sustancias que le aportan colores diversos, manchas o vetas. Son susceptibles de pulir, presentando gran atractivo que le hacen muy estimadas en la construcción y ornamentación. Son famosos los yacimientos de Carrara, Pirineo Francés, Montevideo, Pentélico y Paros, entre otros. Según su textura, se distinguen: mármoles de brecha, los que están formados con fragmentos irregulares, fuertemente cementados con una pasta homogénea; mármoles de brocatel , los que presentan manchas y vetas de variados colores; mármoles de estuario,

los blancos, sacaroideos y muy homogéneos, apreciados para su utilización en la construcción de estatuas; mármoles de lumaquela , los que contienen gran cantidad de fragmentos de conchas y otros restos fósiles; y mármoles de serpentino, los que tienen parte de serpentina o presentan una textura similar a ella.



Los mármoles son rocas metamórficas originadas a partir de rocas calizas sedimentarias que, por ser susceptibles de pulimento, son muy estimadas en la construcción y ornamentación

Cuarcitas.Las cuarcitas son rocas originadas por metamorfismo regional o de contacto, a partir de cuarzos (areniscas, arcosas y grauvacas, entre un 60 y 90%). Son de textura granuda y color gris o blanco. Presentan también otros minerales secundarios muy variados, y en base a ello las cuarcitas se distinguen en: micáceas, feldespáticas, aluminosas, granatíferas, cloríticas y actinolíticas.

DESCRIPCION DE LAS ROCAS IGNEAS.Rocas plutónicas.Las rocas plutónicas (en referencia a Plutón, dios de las profundidades subterráneas en la mitología griega), son aquellas que se forman en las zonas más internas de la corteza terrestre, allí donde se originan las materias magmáticas. Las rocas plutónicas se clasifican de acuerdo con la proporción en minerales ferromagnésicos que contienen ( leucocratos y melanocratos). Se distinguen los granitos, sienitas, dioritas, monzonitas, gabros y peridotitas.

Granitos.El granito es una roca plutónica de textura granular, cristalina y muy dura. Se compone esencialmente de cuarzos, feldespatos ( ortosa principalmente) y micas laminadas ( biotita principalmente, pero que puede quedar sustituida por anfíbol o augita); también puede contener otros minerales como magnetita, apatito, turmalina. Su formación es fruto de una consolidación muy lenta en el interior de la corteza terrestre, por lo que puede considerarse como una roca primitiva (se remonta a la Edad paleozoica). Cuando las masas graníticas alcanzan la superficie, sufren las presiones de fuerzas laterales que le infieren roturas denominadas diaclasas, y que tras ser sometidas a los efectos de los agentes externos (erosión), presentan lo que se llama paisaje granítico. El granito tiene gran importancia económica; se utiliza preferentemente en la industria de la construcción.



Foto: Roca Ígnea Intrusita GRANITO

Dioritas.Las dioritas son rocas intrusivas formadas por plagioclasas (entre 55 y 70%), homblenda y biotita (entre 25 y 40%). Roca efusiva cristalina del grupo plutónico, de estructura parecida al granito, del que se diferencia por la poca cantidad de cuarzo que contiene. En general es de color gris o gris oscuro y tienen grano grueso. Está compuesta principalmente por andesita, y a veces de hornblenda, biotita, augita o una mezcla de cualquiera de estos. Las especies más comunes de diorita contienen feldespato de plagioclasa. La diorita contiene un excelente material para construcción y sustituye al granito en la construcción de monumentos y piedras ornamentales .

Monzonitas.Las monzonitas son rocas intrusivas de composición intermedia entre el granito y la sienita. Contienen biotita, homblenda, augita, plagioclasa sódica y ortosa. Se encuentran en lacolitos, filones y pequeños plutones.

Gabros.Los gabros son rocas intrusivas compuestas de plagioclasa cálcica y máficos (augita, olivino, hiperstena y homblenda). Tras su pulido tiene utilidad ornamental.



Los gabros son rocas plutónicas compuestas de placioclasas y máficos

Las rocas volcánicas, eruptivas, efusivas o extrusivas.son aquellas rocas endógenas de origen ígneo que se forman por consolidación de los magmas que ascienden a la superficie de la corteza terrestre. Tienen lugar cuando los materiales fundidos y arrojados por los volcanes al exterior, se enfrían y consolidan formando rocas con estructuras muy particulares (porfídicas) y variada composición.

Riolita.La riolita es una roca eruptiva de estructura vítrea y colores claros. Pertenece a la familia de los granitos, es decir, contiene cuarzos, feldespatos y biotitas. Aunque los piroxenos (grupo de silicatos) son característicos de las rocas volcánicas, la riolita los posee en menor proporción, probablemente por la diferencia en la temperatura de consolidación con el granito (más alta que en éste).

Andesita.Las andesitas son lavas en las cuales la plagioclasa sódica es el constitutivo redominante. El cuarzo está presente en la parte vítrea de la pasta. Los ferromagnesianos comunes pueden ser biotita, hornblenda, augita e hiperstena. En términos generales, la andesita es la roca intermedia entre la riolita y el basalto. Las andesitas son generalmente porfídicas en una pasta vítrea. Origen: La asociación riolita–andesita–basalto sugiere que estas rocas son productos de la cristalización normal de un magma máfico originalmente homogéneo, o que las andesitas pueden resultar de la solidificación del basalto por material sílico de la corteza. Uso: La andesita suele utilizarse locamente como material de construcción

Traquita.La traquita (del griego tracos o áspero al tacto), es una roca eruptiva de composición similar a la sienita. Su estructura es porfídica pero rara vez vítrea. Está formada por una variedad de ortosas (feldespatos) llamada sanidina. Es de color claro, indicativo de su escasez en minerales ferromagnésicos. Tiene utilidad en la industria de la construcción.

Basaltos.Los basaltos son rocas eruptivas de color negro (o verdoso) te textura porfídica (en ocasiones también de textura vacuolar), que están compuestos generalmente de ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 38 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


piroxenos y plagioclasas. Pueden también contener olivino, o aparecer accesoriamente otros minerales como biotita, apatito, magnetita y hornblenda.

ROCAS ORNAMENTALES. Con toda seguridad, no hay en los laboratorios de Ciencias un material peor utilizado que las colecciones de rocas. Los estuches que venden las casas comerciales acostumbran a contener “chinitas” de cinco centímetros de diámetro, donde a duras penas pueden verse los minerales constituyentes, y de ningún modo las características texturales y estructurales. Para una enseñanza de la petrología más digna y sensata, hacemos las siguientes recomendaciones: •

Salir al campo y perder el miedo a los afloramientos rocosos. Coger muestras que abulten, al menos como un puño. (En nuestra zona, al menos, puede conseguirse cualquier tipo de rocas sedimentarias sin alejarse demasiado del Instituto)

•

Acudir a un taller de cantería. Allí suele haber una zona o contenedor dedicada a escombrera, donde se depositan los “retales” que sobran de sus piezas destinadas a la venta. Esos retales pueden tener decenas de centímetros de tamaño, y suelen estar cortados, y aún a veces pulidos. Mejor, sin ninguna duda que las que se venden en las colecciones de rocas en los catálogos de material de ciencias naturales. Los canteros, además, no suelen mostrar problemas y permiten llevarse numerosas muestras.

•

Salir por la localidad haciendo un recorrido de rocas ornamentales. Fachadas, portales, peldaños y cementerios son espléndidos muestrarios de rocas cortadas en grandes planchas y pulidas.

Se recomienda las tres cosas a la vez, con las descripciones de las rocas ornamentales que hemos encontrado en las fachadas (En realidad, las fachadas de cualquier ciudad están hechas de estos mismos tipos de rocas)

1-Travertino.



Roca sedimentaria constituida por calcita en un porcentaje de casi un 100%. El resto minerales de arcilla y óxidos de hierro. Según la clasificación de Folk la roca es una micrita, y en algunos cortes dismicrita, debido al cemento esparítico que ha crecido en las oquedades. Como estructuras sedimentarias se reconocen a simple vista laminaciones paralelas y abundante porosidad causada por la descomposición de los restos vegetales alrededor de los cuales precipitó el carbonato. Como estructuras tectónicas se encuentran algunos estilolitos. Aunque las raíces vegetales alrededor de las que cristalizó carbonato cálcico han desaparecido, quedan algunos moldes externos en los que se reconocen los tejidos vegetales originales. Su origen es continental y se debe a la precipitación de calcita alrededor de restos vegetales que luego desaparecen, siendo ésta la causa de la porosidad abundante de la roca. Los huecos suelen rellenarse en los talleres de cantería con resinas o pegamentos especiales para darle consistencia.

Foto: Travertino

2-Caliza Fosilífera. Caliza constituida por calcita en un 99%, el resto son óxidos de hierro. Según la clasificación de Folk es una biomicrita. Presenta algunas recristalizaciones a esparita. En esta caliza abundan los restos de bivalvos y gasterópodos. Como estructuras tectónicas existe algún estilolito. La roca tiene su origen en sedimentos de plataforma con escasa agitación.



Foto: Caliza Ornamental

3-Mármol Roca metamórfica constituida por calcita, dolomita. Esta roca presenta una textura brechoide de origen tectónico. Parecen existir también direcciones preferentes en las que están orientados los clastos. Su origen está en calizas metamorfizadas y brechificadas por causas tectónicas. Las bandas oscuras se deben a la presencia original de capas margosas que durante el metamorfismo se transforman en otros silicatos.

Foto: Mármol Ornamental

4-Granito. Roca ígnea intrusita o Plutónica constituida por cuarzo, feldespato potásico y mica. También están presentes las plagioclasas. Su textura es holocristalina y granuda.



Foto: Roca Granito Ornamental

PLANOS GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS Planos Geológicos. En los planos geológicos se registra la información acerca de las clases de roca de una zona; en los planos geotécnicos, las propiedades físicas de las mismas y, en general, son más útiles para el ingeniero civil que se interesa más por el comportamiento mecánico de las rocas que por su denominación científica. En los planos geológicos, usualmente, se señalan las rocas superficiales, pero con fines específicos como la minería, exploración petrolera y construcciones subterráneas, es mejor registrar la información de los sondeos con la finalidad de hacer mapas del subsuelo. En muchos países están a la disposición del público mapas geológicos comunes en una amplia gama de escalas; por ejemplo desde 1:100000, hasta 1:50000 que es lo mejor para cuestiones geológicas regionales en general. Para la ingeniería de la construcción, estos mapas publicados son insatisfactorios normalmente, debido a que la escala no es lo suficientemente grande como para incluir muchos datos geológicos. El ingeniero civil se interesa por la geología del lugar de construcción, pero no tanto por las rocas de la zona circundante. En consecuencia se hacen levantamientos geotécnicos especiales, con la finalidad de registrar todos los detalles que pueden ser útiles cuando se diseñe el proyecto y cuando los trabajos se encuentren ya en desarrollo. El terreno se encuentra cubierto por una capa superficial de roca intemperizada, con espesor variable, depósitos fluviales y detritos de roca producidos por la acción del hielo o el viento; depósito superficial formados por material transportado y las formaciones de ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 42 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


roca sólida, que se localizan abajo.

Estas formaciones pueden estar compuestas

realmente por material rocoso sin consolidar como arcilla o arena, pero son de edad mucho más antigua con relación al material transportado superficial, el cual se ha venido produciendo durante los últimos dos millones de años aproximadamente.. Para realizar los levantamientos geológicos, se efectúan lo siguiente: 1. Se realiza un levantamiento topográfico de la zona de estudio. 2. Se hace un mapeo geológico de toda la zona, en donde se todos los datos referentes a los afloramientos, empleando símbolos o diversas coloraciones para las diferentes clases de rocas, se miden rumbos (dirección de los estratos) y buzamientos (inclinación de los estratos con respecto a la horizontal) de la rocas estratificadas y toda la información relevante se anota en una libreta de campo (también se mide espesor de las capas), además se debe muestrear los afloramientos para posteriormente tomar una decisión sobre los tipos de roca que deben incluirse en el plano final, es decir, una decisión basada en la clasificación de rocas. Además se deben ubicar en el plano la presencia de las diferentes estructuras geológicas que se observen en dicha zona (fallas, fracturas, discordancias, pliegues, etc.). 3. El siguiente paso es marcar los límites o contactos entre los diferentes tipos de roca. Un límite geológico es una superficie que separa rocas de diferentes clases Hay métodos para hacer planos geológicos, posiblemente menos precisos pero más rápidos, basados en fotografías aéreas y dibujo estereoscópicos. Asimismo se pueden hacer planos geológicos globales mediante levantamientos por imágenes de satélite. El mejor método para comprender las estructuras geológicas, es practicar mediante el dibujo de secciones transversales en los planos geológicos, luego describir los procesos por los que ha pasado la zona en términos de los periodos de sedimentación, levantamiento, erosión, intrusión ígnea y la secuencia de fallamiento.

Planos Geotécnicos .Se les denomina planos geológicos de Ingeniería. Los planos a escala pequeña se utilizan para los levantamientos superficiales o de zonas; los planos hechos a escalas de 1:1250 y 1:500 son por lo común usados para levantamientos de una zona. En los planos geotécnicos se ubican y detallan las propiedades mecánicas de las rocas y ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 43 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


suelos las cuales son más importantes para el estudio geotécnico, que las descripciones y clasificaciones científicas basadas en principios químicos y mineralógicos. Los plano geológicos dan información sobre el tipo de roca, pero no incluyen información sobre los aspectos físicos y mecánicos como el intemperismo, fracturamiento, aunque se incluyen en ocasiones el clivaje y otras estructuras lineales para zonas rocosas sometidas a esfuerzos y deformaciones altas, como los esquistos. Las propiedades de las rocas y suelos que se pueden incluir en los planos geotécnicos son las siguientes: 1. Hidrología: Planos hidrológicos 2. Grado y profundidad de intemperismo 3. Profundidad de la cabecera de la roca. 4. Requisito para cimentaciones: placas rígidas, excavación reforzada, cimentaciones normales co excavación 5. Probabilidades de deslizamientos o terremotos 6. Inestabilidad de pendientes, susceptibilidad a los desprendimientos. 7. Zonas de alto esfuerzo tectónico, causado por movimientos orogénicos. 8. Discontinuidades 9. Resistencia, porosidad y permeabilidad. 10. Distribución del tamaño de partículas (suelos). 11. Límites de Atterberg e índice de plasticidad. 12. Descripciones litológicas de las rocas, depósitos superficiales de origen glacial y de otros tipos, incluyendo a veces espesores de los depósitos. 13. Planos geomorfológicos: topografía y origen, edad de las unidades individuales geomórficas. 14. Factores Geodinámicos: rapidez de erosión y sedimentación, y otros procesos como deslizamientos, sismicidad, cambios en volumen de los suelos (factor de abundamiento) y movimiento de dunas de arena. 15. Planos de documentación: registro de las fuentes de información geotécnicas de la zona, distribución de pozos de sondeos y tipo, fechas, voladuras de rocas, registros de extracción de minerales. 16. Rellenos: Efectuadas en zonas urbanas donde se están haciendo nuevas construcciones, edad de los rellenos. 17. Ángulos de pendientes.



18. Planos de Isopacas: Líneas de unión de puntos de igual espesor de depósito o tipo de roca. 19. Trazado estereográfico (red estereográfico) del buzamiento de planos de diaclasas, fallas y otros elementos que forman planos en las masas rocosas. 20. Zoneamiento geológico de ingeniería. Los símbolos utilizados en los planos geotécnicos incluyen coloración, sombreado, líneas paralelas, achurado, letras y números para dar valores de medición real. También, hay símbolos especiales para indicar la localización de pozos de perforación, dirección de clivaje, echado, etc. Una dificultad mayor en la preparación de planos geológicos es la demostración de espesores variables de depósitos multiestratificados sobre un tipo variable de lecho rocoso, con una superficie ondulada de la cabecera de la roca.

Descripción Litológica Utilizada en Geotecnia. El requerimiento para los fines geotécnicos es un informe sobre la resistencia y comportamiento mecánico de las masas rocosas; el verdadero nombre geológico de la roca no tiene gran importancia, pero aún se asienta en las descripciones geotécnicas por que la composición química y mineralógica de la roca determina su comportamiento frente al intemperismo bajo diferentes condiciones climáticas. La masa rocosa se describe en términos de índices. Algunos de estos son puramente descriptivos, por ejemplo, el color, la textura, el estado de intemperismo, etc.; los demás se miden in situ o mediante pruebas de laboratorio, por ejemplo, la porosidad, resistencia, densidad relativa, o se basan en las características a gran escala dentro de la masa rocosa como son el fracturamiento, clivaje, planos de debilidad, así como los planos de estratificación en las rocas sedimentarias. La mecánica de rocas.- Es la ciencia que intenta describir y predecir las propiedades y el comportamiento de las masas rocosas. La mecánica de Suelos.- Estudia el material granular y las arcillas, que se le conoce generalmente como “roca suave “ entre los geólogos.

ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS Introducción.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 45 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


Para una mejor comprensión del comportamiento de una obra civil en una determinada zona, se desea conocer las estructuras geológicas y discontinuidades de las rocas y/o suelos donde quedara asentada la estructura como son: pliegues, fallas, diaclasa o juntas, fracturas, planos de estratificación, discordancias. La geología estructural es la rama de la geología que estudia las estructuras geológicas presentes en la corteza terrestre. En los estudios geológicos de esta naturaleza se realiza la identificación y análisis de las principales estructuras geológicas, y su reconocimiento, para luego efectuar los planos geológicos y geotécnicos del área de interés donde se emplazara la construcción de una obra de ingeniería civil.

GEOLOGIA ESTRUCTURAL Estudia

ESTRUCTURAS GEOLOGICAS Para

DESCRIBIRLAS Y CARACTERIZARLOS PLANOS GEOLOGICOS

y Construir

PLANOS GEOTECNICOS

Identificación y análisis de las principales estructuras geológicas.Como parte fundamental de cualquier estudio de estructuras geológicas presentes en un zona, se deben distinguir los tipos de estructuras que están presentes en la roca. Su objetivo es identificar sus características e influencia en aspectos de seguridad tales como:



La inestabilidad de un talud o túnel por presencia de una falla (en este caso se debería contemplar la posibilidad de fortificar)

•

La tendencia estructural definida con un plegamiento.

•

La secuencia de encendido para que las operaciones de voladura de rocas sean más eficientes, al existir planos de discontinuidad ya formados.

ESTRUCTURAS GEOLOGICAS

FRACTURAS

DIACLASAS

Son

Son

Son

Son

FRACTURAS EN LAS ROCAS Sin desplazamiento

FRACTURAS EN LAS ROCAS Sin desplazamiento

FRACTURAS EN LAS ROCAS Con desplazamiento

Ondulaciones en los estratos rocosos sedimentarios

FALLAS

PLIEGUES

DISCORDANCIAS

Son

Interrupción en la secuencia estratigráfica

La mayoría las rocas de la corteza terrestre muestran varios tipos de planos geológicos, los que se puede agrupar en dos grandes categorías: •

Foliaciones primarias, que son las estructuras que se originan antes de la litificación o formación de rocas. Por ejemplo: estratos, flujo magmático.

•

Foliaciones secundarias, que son aquellas que se originan después de la litificación, ya sea debido a fuerzas tectónicas presentes en la corteza terrestre (por ejemplo, diaclasas, fallas, fracturas, plegamientos y discordancias) u otras causas, como por ejemplo, grietas de enfriamiento y estructuras sedimentarias



(grietas de resecación). En varias regiones del Perú se encuentra más de una fase tectónica, lo que revela la formación de las rocas en diferentes momentos.

Foto: Grietas de resecación

Orientación de un plano.Para definir matemáticamente la orientación de un plano (medido en grados) en la naturaleza se recurre a las propiedades de:

Dirección de inclinación.La dirección de inclinación marca hacia dónde se inclina el plano, o la proyección horizontal de la línea del máximo pendiente.

Rumbo.El rumbo es la línea horizontal de un plano y se puede definir como la línea que resulta de la intersección del plano geológico por un plano horizontal.

Buzamiento.El buzamiento de las estructuras geológicas, mide el ángulo que existe entre el plano de estratificación y el plano horizontal.

Fracturas.Es un término general para cualquier rotura en una roca, sea esto causa o no de desplazamiento, debido a esfuerzos de tensión. Las fracturas tienen una abertura mayor que las fisuras. Son una manifestación de la intensidad y dirección de los movimientos tectonicos, su estudio se realiza cuantificando sus orientaciones (mediante la roseta de fracturas) y ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 48 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


desarrollo (densidad). En una zona de cizalla se presentaran en mayores cantidades; también, es preciso determinar si tienen o no relleno de materiales consolidados o no consolidados, y que características presentan estos

Diaclasas.Son estructuras geológicas paralelos a la superficie en la dirección de menor presión, se ha visto que la distancia entre fracturas aumenta exponencialmente con la profundidad. Estos se conocen como diaclasas en capas (“sheeting joints”) o fracturas de expoliación, porque no son de origen tectónico. Rompen la roca en placas como capas o lentes anchos uno encima del otro (lajeamiento). También las diaclasas, que quiere decir juntas, son fracturas en las rocas que no presentan desplazamiento transversal que sea detectable, sólo manifiestan un poco de movimiento extensional. Las diaclasas son las fracturas más frecuentes y se presentan en todos los tipos de rocas, especialmente, al nivel de la superficie y también a grandes profundidades. Estas fracturas pueden tener dimensiones que se extienden desde algunos milímetros hasta unos pocos metros. Normalmente se presentan en una masa rocosa, en la que se pueden observar grupos de diaclasas -estructuras paralelas o subparalelas- y/o sistemas de diaclasas que corresponden a aquellas que se cortan entre sí en ángulos definidos, y tienen una cierta simetría. Algunas diaclasas están rellenas con calcita u otros minerales

Foto: Diaclasa en un macizo rocoso ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 49 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


Tipos de diaclasas. Las diaclasas corresponden a foliaciones secundarias, tanto de origen tectónico como notectónico, pero que no tienen desplazamientos. Entre ellas se distinguen:

Fisuras de enfriamiento : las que se originan durante el enfriamiento de una roca

•

magmática. Como el material caliente ocupa más espacio que la misma cantidad de materia fría, al enfriarse el magma, se producen fracturas por la diferencia de volumen que se produce.

Grietas de desecación: durante la desecación de un barro o lodo bajo

•

condiciones atmosféricas determinadas (sequedad, alta temperatura, radiación solar), al evaporarse el agua o la humedad contenida en él, disminuye el espacio ocupado por el material húmedo y la superficie se rompe en polígonos.

Fisuras de tensión gravitacional (origen tectónico): 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.

Figura: Diaclasamiento en roca Pizarra (Lajeamiento)

Fallas.La falla corresponde a la fractura que se presenta en las rocas a lo largo de las cuales ha tenido lugar un movimiento o desplazamiento. Este movimiento produce un plano o zona de falla, que pueden alcanzar un ancho que va desde milímetros hasta los cientos de metros. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 50 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


Tienen gran importancia y trascendencia y son susceptibles de ocasionar graves y lamentables problemas en ingeniería civil, ya que pueden determinar la exclusión de un emplazamiento por razones de seguridad, o condicionar la vialidad de un proyecto por razones técnicas y/o económicas Los movimientos o desplazamientos (salto total) pueden ser pequeños (milímetros) o muy grandes llegando a alcanzar los cientos de kilómetros.

Foto: Falla en un macizo rocoso

El movimiento en las fallas produce algunas estructuras o rocas especiales llamadas estrías, arrastres, brecha de falla, milonitas y diaclasas plumosas. Estas estructuras se pueden usar como indicadores directos de fallas. Según la dirección del desplazamiento vertical se pueden distinguir dos grandes grupos de fallas: Falla normal y falla inversa. •

Fallas normales o gravitacionales.Son aquellas fallas en las que el bloque de techo se desplaza hacia abajo en relación con el bloque de muro. (Bloque de techo es el más cercano a la persona, ver figura anterior).

Figura: Falla Normal



Fallas inversas y cabalgamiento.Son las fallas con desplazamiento vertical en las que el bloque de techo se mueve hacia arriba con respecto al bloque del muro, por lo que reflejan un acortamiento de la corteza. Se denominan fallas inversas a las que tienen buzamientos superiores a 45º y cabalgamientos a aquellas cuyo buzamiento es menor a 45º. Las fallas inversas de alto ángulo (casi 90º) suelen ser pequeñas en cuanto al desplazamiento (centímetros) y acomodan desplazamientos locales en regiones dominadas por otros tipos de fallas y aparecen en entornos torsionales.

Figura: Falla Inversa •

Fallas con desplazamiento horizontal También denominadas desgarres, son las fallas en las que el desplazamiento dominante es horizontal y paralelo a la dirección de la superficie de la falla. Por su gran tamaño y naturaleza lineal, muchas de ellas tienen una traza visible a lo largo de una gran distancia. Consisten en una zona de fracturas aproximadamente paralelas, cuyo ancho puede ser superior a varios kilómetros.

Reconocimiento de fallas en terreno.Para reconocer fallas en terreno es necesario identificar una serie de características del terreno mismo como las siguientes:

Desplazamiento El desplazamiento de una unidad o estructura geológica indica que existe actividad tectónica, y los desplazamientos tectónicos en el terreno marcan siempre una falla. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 52 Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ


A veces, se suele confundir un desplazamiento con la estratificación normal del terreno, sobre todo si las capas tienen una inclinación o se confunden con accidentes morfológicos.

Figura: Desplazamiento

Estrías.Son las líneas finas que se distinguen sobre un plano de falla. Estas líneas indican además la orientación del desplazamiento y muchas veces el sentido. Se encuentran en casi todos los lugares y su reconocimiento es fácil.

Arrastres.Cerca de una falla las rocas pueden deformarse plásticamente, y es posible observar un leve monoclinal hacia el plano de la falla. Las dimensiones de un arrastre pueden variar desde centímetros a metros. Normalmente las fallas grandes muestran este fenómeno.

Figura: Arrastres

Brechas de falla.-



La energía del movimiento hace que algunas veces las rocas en la zona de falla se rompan y se quiebren, formando una brecha tectónica o brecha de falla. Las brechas de fallas normalmente muestran una dureza menor que las rocas no afectadas. Por eso, morfológicamente, una brecha de falla se ve como depresión.

Figura: Brecha de falla

Milonita.La milonita es una roca metamórfica que se formó por las fuerzas tectónicas. Los minerales (cuarzo) se ven elongados hacia la dirección principal del movimiento. Las milonitas son generalmente duras y bien resistentes a la meteorización.

Figura: Milonita

Pliegues.Los pliegues son inflexiones o dislocaciones u ondulaciones, más o menos bruscas, que presentan las capas sedimentarias cuando son modificadas de su posición natural (la horizontal) por los agentes orogénicos. Estos agentes o fuerzas generan deformaciones plásticas y continuas tridimensionales, por lo que también se les llaman cuerpos geológicos. Es importante reconocer los diferentes tipos de pliegues en el campo, describiendo su orientación, rumbo, buzamiento, dimensiones e intensidad. A veces los pliegues pueden



influir en la elección del área para el emplazamiento de la cortina de una presa, de un túnel o una carretera. Los pliegues suelen ser más habituales en rocas sedimentarias plásticas, como las volcánicas, aunque también se presentan en rocas metamórficas.

Elementos de un pliegue.Los pliegues están formados por un conjunto de elementos que permiten describirlos:

Figura: Partes de un pliegue

•

Charnela.- Es la línea que une los puntos de máxima o mínima altura en cada capa, es decir, representa la máxima curvatura del pliegue, donde los estratos cambian el buzamiento. Un pliegue puede tener más de una charnela o ninguna, que se da cuando el pliegue es un semicírculo.

•

Plano axial.- Es aquel que une las charnelas de todas las capas de un pliegue, es decir, el que divide al pliegue tan simétricamente como sea posible.

•

Eje axial.-Es la línea que forma la intersección del plano axial con la charnela.

•

Flanco.- Corresponden a los planos inclinados que forman las capas, o sea, los laterales del pliegue, situados a uno y otro lado de la charnela. Un pliegue es simétrico cuando posee los flancos iguales e igualmente inclinados y será asimétrico si tiene sus planos desiguales.

•

Cresta.- Es la línea que une los puntos más altos de un pliegue.



Dirección o Rumbo.- Es el ángulo que forma la línea de intersección del estrato con el plano horizontal, tomado con respecto del polo norte magnético.

•

Buzamiento.- o inclinación, es el ángulo que forma el plano del estrato con la horizontal.

Tipos de pliegues.Existen diferentes tipos de pliegues los que se clasifican de acuerdo con la edad de los estratos y de acuerdo con la orientación que presente. Según la edad de los estratos envolventes.-

Pliegues anticlinales.- Se forman cuando los estratos más nuevos envuelven a los más antiguos. Estos pliegues presentan la parte convexa hacia arriba, presentando un aspecto de bóveda. Los flancos se inclinan en sentido divergente y los estratos más antiguos se sitúan en el núcleo.

Pliegues sinclinales: se forman cuando los estratos más antiguos envuelven a los más jóvenes. Sus flancos forman una U característica. Tienen la convexidad hacia el interior de la Tierra, adquiriendo una forma de cuenca o cubeta. Los flancos se inclinan en sentido convergente y los extractos más jóvenes se sitúan en el núcleo.

Figura: Pliegues Anticlinal y Sinclinal Según orientación.-



Pliegues simétricos.- Se distinguen cuando los flancos a ambos lados del plano axial divergen según un mismo ángulo. Por efecto de dos fuerzas iguales y opuestas, se forman pliegues rectos y simétricos, dos de ellos anticlinales (los de las crestas) y el otro sinclinal (el del valle).

Figura: Pliegue Simétrico

Pliegues asimétricos.- Se observan cuando los flancos a ambos lados del plano axial no divergen según un mismo ángulo. Por efecto de las fuerzas iguales y opuestas, se forman pliegues asimétricos, los que pueden ser inclinados, volcados, acostados o tumbados.

Figura: Pliegue Asimetrico

Pliegues asimétricos volcados.- Se distinguen cuando uno de los flancos se apoya sobre la parte superior del siguiente pliegue. El ángulo formado por el plano axial con la horizontal es menor de 45º.

Pliegues asimétricos acostados o recumbentes.- Se forman cuando el plano axial y los flancos son horizontales.


Monografia Principal - TEMAS de GEOLOGIA

Recommend Documents