Guia TP Geologia Estructural

 

Geología Estructural Profesores: Dr. Luis Dimieri y Dr. Sergio Delpino Asistente (JTP): Dr. Martín Turienzo Ayudante: Dra. Natalia Sánchez Horarios: Martes 8.30-10 hs. (Aula 3) Clases teóricas Jueves 8.30-10 hs. (Aula 1) Martes 13-16 hs. (Aula 2) Clases prácticas Jueves 12-14 hs. (Gabinete subsuelo) Clase de consulta práctica: Miércoles 19-21 hs (Laboratorio de Microscopía)

WEB: http://estructuraluns.jimdo.com FECHAS DE PARCIALES: -5 de mayo: Primer Parcial Teórico-Práctico. Recuperatorio 12/5 -16 de junio: Segundo parcial teórico-práctico. Recuperatorio 23/6. NOTA: Los parciales teórico y práctico se aprueban por separado con 6 puntos. Habrá un recuperatorio a la semana siguiente a cada parcial. LISTA BIBLIOGRAFICA -BADGLEY. Estructural Methods of the Exploration Geologist, 1959. (P) (-) -BARNES Y LISLE 2004. Basic geological mapping. (P) (D) -BADGLEY. Structural and Tectonics Principles, 1965. (T) (-) -BENNISON. An Introduction to Geological Structures and Maps, 1975-1990. (P) (+/-) (D) -BILLINGS. Geología Estructural, 1954. (T) (+/-) (D) -BLYTH. Geological Maps and Their Interpretation. (P) (-) -BURG Y FORD. Orogeny through time, 1997. (+) -COOPER Y WILLIAMS. Inversion Tectonics, 1996. (T) (+) -CONDIE. Plate Tectonics and Crustal Evolution. (T) (-) -DAVIS y REYNOLDS. Structural Geology of Rocks and Regions, 1984-1996. (T) (+) (D) -DE SITTER. Geología Estructural. (T) (+/-) -FOLGUERA Y SPAGNUOLO. La tierra y los planetas rocosos. 2010. (T). (D) -FOSSEN. Structural Geology, 2010. (T) (+). (D) -GHOSH. Structural Geology. Fundamentals and Modern Developments, 1993. (T) (+) -GROSHONG. 3-D Structural Geology. A Practical Guide to Map Interpretation, 1999. (P) (-) -HILLS. Elements of Structural Geology. (T) (-) -HANCOCK. Continental Deformation, 1994. (T) (+) -HATCHER. Structural Geology, 1995. (T) (+)

-HOBBS, MEANS Y WILLIAMS. Lineamientos de Geología Estructural, 1976. (T) (+/-) -KEAREY ET AL. Global Tectonics, 1994-2009. (T) (+) (D) -LISLE 2003. Geological structures and maps. (P) (D) -MARSHAK Y MITRA. Basic Methods of Structural Geology, 1988. (T) (+) -MARTIN, BENITEZ Y BARRIENTOS. Prácticas de Geología, 2010. (P) (D) -MARTINEZ ALVAREZ 1981. Mapas geológicos. (P) (D) -MATTAUER. Las deformaciones de los Materiales de la Corteza Terrestre, 1973. (T) (+) -NICOLAS. Principios de tectónica. 1987. (T) (D) -OLLIER Y PAIN. The origin of mountains. 2000 (T) (D) -PARK. Foundations of Structural Geology, 1983. (T) (+) -PASSCHIER, Y TROUW. Microtectonics, 1998. (T) (-) -PHILLIPS. La aplicación de la Proyección Estereográfica, 1975. (P) (+/-) -POWELL. Interpretation of Geological Structures Through Maps, 1994. (P) (+) -PRICE Y COSGROVE. Analysis of Geological Structures, 1990. (T) (+) -RAGAN. Geología Estructural: Introducción a las Técnicas Geométricas, 1980. (P) (+/-) -RAGAN. Structural Geology: introducction to geometrical techniques. 2009. (P) (D) -RAMSAY. Plegamiento y Fracturación de las Rocas, 1977. (T) (+/-) (D) -RAMSAY Y HUBER. The Techniques of Modern Structural Geology, Vol.1, Strain Analysis, 1983. (T) (+/-) -RAMSAY Y HUBER. The Techniques of Modern Structural Geology, V2, Folds and Fractures, 1987.(T) (+) -ROBERTS, YIELDING Y FREEMAN. The Geometry of Normal Faults, 1991. (T) (+) -ROWLAND Y DUEBENDORFER. Structural Analysis and Synthesis. A Laboratory Course.1994. (P) (+) -SNOKE, TULLIS Y TODD. Fault-related Rocks. A Photographic Atlas, 1998. (P) (-) -SPENCER. Geological Maps. A Practical Guide to the Interpretation of Geol. Maps, 1993. (P) (+) -SUPPE. Principles of Structural Geology, 1985. (T) (-) (D) -TWISS Y MOORES. Structural Geology, 1992-2007. (T) (+/-) (D) -VAN DER PLIUJM Y MARSHAK.. Earth Structure. 2004. (T) (+) (D) -VERNON. Rock microstructure. 2004 (T) (D) -YELDING Y FREEMAN. The geometry of normal Faults, 1992. (T) (+)

REFERENCIAS (P): Práctica, (T): Teoría, (-): en biblioteca central, (+): en la cátedra, (D): digital pdf.

GUIA DE TRABAJOS PRÁCTICOS - GEOLOGIA ESTRUCTURAL - 2015 Martín Turienzo – Natalia Sánchez Determinación de rumbo y buzamiento. Definiciones y notaciones (Fig. 1). Orientación: es el término que describe la disposición de un plano o una línea estructural en el espacio, por lo general relacionado con coordenadas geográficas y con la horizontal. Son componentes de la orientación de un plano buzante el rumbo y el buzamiento. Rumbo (strike): es el ángulo medido en un plano horizontal, entre una dirección de coordenadas específica, por lo general el norte real o geográfico, y una línea cualquiera, que en caso de un plano buzante (estrato, falla, etc) surge de la intersección del mismo con un plano horizontal. Se puede expresar en valores azimutales, de 0º a 360º, o bien por cuadrantes, de 0º a 90º hacia el este y el oeste respecto al norte. Dirección de buzamiento: es la dirección de la línea de máxima pendiente de un plano inclinado. Es una dirección siempre perpendicular al rumbo del plano. Buzamiento (dip): es el ángulo, medido en un plano vertical en la dirección de buzamiento o de máxima pendiente, formado entre la horizontal y el plano inclinado. Esta dado por la inclinación de la línea de máxima pendiente de un plano inclinado. El buzamiento verdadero se mide perpendicularmente al rumbo del plano y varía entre 0º y 90º. Buzamiento aparente: es la inclinación de un plano, medida en una dirección cualquiera, no perpendicular al rumbo del plano. El buzamiento aparente, será siempre menor que el buzamiento verdadero. Inclinación (plunge): es el término general aplicado al ángulo contenido en un plano vertical, y definido por la horizontal y un plano o línea, medido siempre hacia abajo. Es comúnmente utilizado para expresar la inclinación de elementos lineales como por ejemplo los ejes de los pliegues. Dirección (bearing): es el rumbo de la proyección horizontal de una línea, orientada en cualquier posición en el espacio. Pitch o Rake: es el ángulo agudo entre una lineación cualquiera (por ej. clastos o minerales isoorientados, estrías, lineaciones de estiramiento mineral, lineaciones de intersección, etc.) y el rumbo del plano que la contiene, medido sobre el mismo plano. Línea de rumbo de un plano inclinado: es la línea resultante de la intersección de un plano horizontal con el plano inclinado. Por lo tanto, se pueden obtener tantas líneas de rumbo del mismo plano como se desee, intersectándolo con planos horizontales a diferentes alturas. Cada línea de rumbo así definida unirá puntos de igual altura sobre el plano. Si el plano es regular, las líneas de rumbo serán siempre paralelas entre sí. La proyección sobre un plano horizontal de las líneas de rumbo con sus respectivas altitudes, define la orientación espacial del plano. NOTA: Los términos rumbo y buzamiento serán empleados preferentemente para planos (por ej.: planos de estratificación, de esquistosidad, de foliación, diaclasas, fallas, etc.). Los términos dirección e inclinación para líneas estructurales (por ej.: ejes de pliegues, líneas de intersección de dos planos, lineación de minerales, etc.). El símbolo cartográfico que representa el rumbo, dirección de buzamiento y ángulo de buzamiento, es una línea larga (lo suficiente como para poder volver a medir con precisión sobre el mapa el rumbo del plano), una línea más corta en el centro y normal a la anterior (que representa la dirección de buzamiento), y un número correspondiente al valor angular del buzamiento.

45º Las excepciones son los planos verticales, horizontales e invertidos, cuyos símbolos correspondientes son:

techo 90 º verticales

60º horizontales

invertidos

En general cada tipo de plano estructural tiene un símbolo cartográfico específico (estratos, foliación, diaclasas, etc.) que comúnmente están uniformizados.

Notaciones de rumbo: N 38º E (permite hacer un cuadro mental de la posición más rápidamente). 288ºAz (muy útil para volcar datos gráficamente con mayor rapidez o en el empleo de programas de computación, pues resulta más sencillo trabajar con un solo valor numérico y no con números y letras). R 175º (al igual que la notación anterior, admite dos valores pues el rumbo carece de sentido, por ej. es lo mismo decir R 175º que R 355º). Notación de buzamiento: 43º SE (complementa todas las notaciones de rumbo precedentes). Notación de dirección de buzamiento y ángulo de buzamiento: 278º/33º [el primer número de 3 cifras (0-360) representa la dirección de buzamiento, el segundo de dos cifras (0-90) el ángulo de buzamiento. El rumbo queda implícito (será normal a la dirección de buzamiento indicada)]. Notaciones correctas equivalentes: N35ºE/43ºSE 035ºAz/43ºSE R215º/43ºSE 125º/43º= D.B./ B.

Figura 1. Esquema de las relaciones angulares en un estrato y las posibles notaciones de su orientación.

Empleo de la brújula (Fig. 2). 1. Los grados de rumbo y dirección se deben leer sobre el limbo graduado exterior. Existen brújulas de limbo completo (0-360º) y de cuatro cuadrantes (cada uno de 0-90º). Para cada una de ellas es conveniente seleccionar la notación más práctica. 2. Para medir una dirección o rumbo, se debe horizontalizar la brújula (nivel de burbuja circular) y orientarla de manera que la pínula (o la arista lateral del cuerpo de la brújula y tapa) se encuentre en paralelismo con la dirección a medir.

3. Cuando la aguja se halla en reposo, apunta en una dirección constante para cada localidad. La lectura puede realizarse en uno u otro de los extremos de la aguja si se está midiendo el rumbo de una estructura planar. Si lo que se mide es la dirección de buzamiento de un plano o la dirección de inclinación de una línea, debe tenerse en claro cual es el extremo de la aguja que apunta al norte magnético y tomar la brújula de manera correcta. 4. Los valores angulares obtenidos deben ser referidos al N o S geográfico, nunca al E u O. Es de uso generalizado referir las mediciones al norte geográfico. 5. El rumbo tomado con la brújula, es el "rumbo magnético". Para obtener el valor correcto (referido a las coordenadas geográficas), deberemos corregir las mediciones en función de la declinación magnética del lugar. El N magnético puede hallarse un número variable de grados al E o al O del norte geográfico o verdadero. Hay confeccionados mapas a nivel mundial con líneas que unen los puntos de igual declinación magnética (isógonas), distribuidas a ambos lados de la línea de declinación magnética 0 (línea agónica). Puesto que la declinación magnética sufre cambios continuamente, estos mapas se actualizan permanentemente. La declinación magnética puede leerse localmente de las cartas topográficas o geológicas, pero éstas deberían estar actualizadas. Actualmente se dispone de programas on-line que permiten calcular la declinación magnética en cualquier lugar del globo terráqueo, a partir de las coordenadas geográficas del lugar donde se realicen las mediciones. En las localidades situadas al E de la línea agónica la punta N de la aguja magnética apunta al O del N verdadero y se denomina declinación oeste. En este caso se debe sumar el valor de la declinación magnética al valor medido. Al O de la línea agónica, la aguja apunta al E del N geográfico y se denomina declinación este. Por lo tanto se deberá restar la declinación magnética al valor hallado. Con un procedimiento sencillo, la brújula puede ser ajustada de acuerdo a la declinación magnética de la localidad para no tener que efectuar luego la corrección de las mediciones obtenidas en campo. Por ejemplo, si tenemos una declinación magnética de 12° Este, esto implica que el norte real o verdadero se encuentra a 12° en sentido antihorario respecto del norte magnético. Utilizando el tornillo que acciona el limbo graduado, deberemos rotar dicho limbo desplazando el 0° del eje N-S de la brújula 12° en sentido horario. 6. Se debe tener precaución de no tomar mediciones cuando haya próximos elementos acerados (martillos, clavos, relojes, etc.), menas magnéticas, cables eléctricos, pues pueden afectar fuertemente las mediciones. 7. Para apreciar direcciones, las pínulas aumentan la precisión de los resultados. La pínula debe hallarse en posición vertical y el espejo inclinado de tal modo que pínula y objeto distante, aparezcan reflejados simultáneamente en él. Cuando el objeto visible a través de la hendidura de la pínula es cortado por la cruz de los hilos ortogonales del espejo, habiéndose horizontalizado la brújula con el nivel circular, se efectúa la lectura del ángulo que indica la dirección buscada.

Figura 2. Partes que conforman una brújula tipo Brunton.

8. Utilización del clinómetro y medida del ángulo de buzamiento: El clinómetro se emplea para medir ángulos verticales de pendiente y buzamiento. Posee un nivel de burbuja cilíndrico o tubular (Fig. 3) que debe horizontalizarse manualmente para efectuar la medición. La lectura se realiza en una escala interna semicircular, graduada de 0 º a 90º. La brújula se coloca en posición vertical, de modo que su arista se apoya sobre el plano estructural a medir o se coloca en paralelismo si la medición es a distancia. Si se desea medir el buzamiento verdadero, la brújula debe orientarse en dirección normal al rumbo. Si la brújula fuera tipo Estructural, simplemente se apoya la tapa plana sobre la capa a medir y se horizontaliza la brújula con el nivel de burbuja circular. La lectura del valor angular indicado por la punta norte de la aguja sobre el limbo graduado exterior, dará la dirección de buzamiento verdadero mientras que un cilindro graduado en la parte lateral de la brújula dará el buzamiento. La dirección de buzamiento puede realizarse también con una brújula tipo Brunton, apoyando la arista trasera del cuerpo de la brújula o si es posible su tapa, aunque puede ser más trabajoso que con la brújula de tapa plana.

Figura 3. Medición del ángulo de buzamiento con la brújula Brunton.

Ejercicio: Mida con la brújula la orientación del plano buzante que se encuentra en el aula y escriba el mismo en todas las posibles notaciones correctas. Mida y anote correctamente el Pitch de la lineación dibujada en dicho plano.

Notaciones: 1:

2:

3:

4:

Pitch:

Esquema:

TRABAJO PRÁCTICO Nº1 PROBLEMA 1. Determinación de rumbo y buzamiento. Problema de los tres puntos. Tres puntos A, B y C están situados en el techo de un estrato de arenisca y a profundidades desde la superficie de 50m, 50m y 85m, respectivamente (datos de perforaciones). Determine el rumbo y buzamiento del estrato en forma gráfica y trigonométrica. Escala= 1:5000. (D.N.)

B

.

N

.

A

. C

Nota: para todos estos ejercicios asumimos que los estratos son perfectamente regulares, es decir totalmente planos y con rumbo y buzamiento constantes.

PROBLEMA 2. El techo de una capa de caliza aflora en los puntos A, B y C situados a altitudes de 250m, 300m y 200m, respectivamente, sobre el nivel medio del mar. Determine el valor del rumbo y buzamiento de la capa. Escala= 1:10000. (D.N.)

B

. A

N

. . C

PROBLEMA 3 (BADGLEY). Los puntos A, B y C pertenecen todos al mismo plano y sus elevaciones son 75m, 175m y 100m, respectivamente. Determine gráficamente el rumbo y buzamiento del plano.

TRABAJO PRÁCTICO Nº2 Regla de las "v". Determinación de rumbo y buzamiento a partir de mapas geológicos. Estratos y curvas de nivel El diseño de las curvas de nivel al atravesar un valle, muestra que éstas conforman invariablemente una inflexión en forma de "v" que apunta aguas arriba o en sentido contrario a la pendiente del valle. Debe recordarse que las curvas de nivel, surgen de la intersección de la topografía con planos horizontales de cota dada, y separadas por una equidistancia establecida de acuerdo a los requerimientos del trabajo, características del terreno, escala del mapa, etc. Los afloramientos de diversos estratos en un mapa geológico se muestran delimitados por sus contactos mutuos y con la superficie topográfica, es decir por líneas de afloramiento. En los mapas geológicos se muestran éstas líneas y las curvas de nivel. Analizando el diseño de afloramiento de un estrato o conjunto de estratos, cuando éstos cruzan un valle, y correlacionándolo con el dibujo de las curvas de nivel, es posible deducir su orientación en el espacio. Los diferentes casos que pueden presentarse han sido agrupados en la denominada "regla de las v", que se resume en el cuadro siguiente:

EJERCICIO 1 (D.N). Utilizando la regla de las “V”, en base al diseño de afloramiento y las curvas de nivel, determine hacia donde inclina el estrato. Dibuje las líneas de rumbo de ambas superficies y determine si se trata de un estrato regular o no, identifique piso y techo, determine la dirección y ángulo de buzamiento verdadero y dibuje un perfil en la orientación más adecuada para ilustrar la posición del estrato.

MAPA 2 (BENNISON). Las líneas continuas son contactos geológicos que separan los afloramientos de estratos buzantes de diferente litología, capas P, Q, R, S, T y U. Examine el mapa y observe que los contactos geológicos no son paralelos a las curvas de nivel, sino que las intersectan. Esto demuestra que las capas son buzantes. Antes de construir las líneas de rumbo, deduzca la dirección de buzamiento de las capas a partir de la forma adoptada por los afloramientos al atravesar el valle. Cual es la unidad más antigua del mapa? Dibuje las líneas de rumbo para cada interfase geológica y calcule la dirección y ángulo de buzamiento. Determine el espesor de la capa S (usando las líneas de rumbo de su base y de su techo). Si se realiza una perforación en el punto negro, a que profundidad se encontrarán las capas U y P? Dibuje un perfil perpendicular al rumbo de las estructuras que pase por dicho punto.

MAPA 3 (BENNISON). Deduzca la orientación de los estratos observando el diseño de afloramiento. Dibuje las líneas de rumbo de los contactos geológicos y calcule su buzamiento. Calcule el espesor de las capas D y G. Dibuje un perfil a lo largo de la línea E-O entre los puntos Y y Z. Construya una historia geológica.

TRABAJO PRÁCTICO Nº3 Buzamientos aparentes e intersección de estratos. Buzamiento aparente: es la inclinación de un plano, medida en una dirección no perpendicular al rumbo del plano. Este buzamiento será siempre menor que el buzamiento verdadero, que por definición es la inclinación de la línea de máxima pendiente de un plano inclinado.

Resolución trigonométrica: tg α = tg γ x sen β α: ángulo de buzamiento aparente β: ángulo entre el rumbo del plano y la dirección de buzamiento aparente (DBA). γ: ángulo de buzamiento verdadero. PROBLEMA 1 (determinación del buzamiento aparente, conociendo el rumbo y buzamiento verdaderos). Por un punto arbitrario en el terreno pasa un plano inclinado o estrato, cuyo rumbo es N 46º E y tiene un buzamiento de 40º al SE. Dicho punto está situado a una altura de 800 msnm. Encuentre el buzamiento aparente en dirección E-O. Resuelva grafica y trigonométricamente el problema. Escala= 1:10000.

PROBLEMA 2 (determinación del rumbo y buzamiento verdaderos, a partir de dos buzamientos aparentes). En dos frentes de una cantera se midieron dos direcciones y buzamientos aparentes correspondientes a la misma capa, que dieron los siguientes valores: B.A.1= 140º/15º y B.A.2= 220º/25º. Determine el rumbo y buzamiento verdaderos de la capa. E= 1:1000.

PROBLEMA 3 (orientación de la línea de intersección de dos planos). Un estrato de caliza y uno de cuarcita tienen las siguientes orientaciones, respectivamente: 140º/15º y 220º/25º. Determine la dirección e inclinación de la línea de intersección de ambos estratos. Escala= 1:1000.

PROBLEMA 4 (BADGLEY). Una caliza de rumbo 150º está a cota 100m en el punto B, y buza 45º al SO. Una zona de cizalla de rumbo 074º tiene en el punto A una elevación de 200m, y buza 65º al NNO. Se cree que hay un clavo mineralizado ubicado en la intersección de ambos planos. Determine: la dirección e inclinación del clavo mineralizado y el punto en donde este estaría a 100 m bajo el nivel del mar (cota -100m). Use preferentemente dos colores distintos para los dibujos en planta y en perfil.

Escala= 1:10000

EJERCICIO X-2 (RAGAN). En la figura, el plano estructural A representa una zona de cizalla orientada N 66º E, 50º S, y el plano B es una capa de caliza orientada N 22º O, 40º O. Determinar la orientación de la línea de intersección de los dos planos, el punto de afloramiento superficial de la misma y la profundidad a la cual se encontraría perforando el lecho del arroyo.

TRABAJO PRÁCTICO Nº 4 PROBLEMA 2 (BADGLEY). Determinación del buzamiento aparente, espesor aparente y ancho aparente en una sección no paralela al buzamiento de la capa. El techo de una formación de 60m de espesor aflora en el punto A, a una elevación de 200m. El rumbo es 334º y el buzamiento 35º al NE. Determine: el ancho de afloramiento verdadero, el ancho aparente de afloramiento, el espesor aparente de la formación y el buzamiento aparente en una sección vertical N-S que pase por el punto B. Use preferentemente dos colores distintos para las líneas dibujadas en planta y en perfil.

Escala= 1:10000

PROBLEMA 101 (L.V.D.). Se supone que los diques A y B se intersectan dando lugar a un clavo mineralizado. En el pique indicado en el mapa este clavo fue hallado a una profundidad de 20m y buzando al Norte. En las perforaciones 1 y 2 se localizó el dique A, a 30m de profundidad. La falla es vertical y posee estrías con un pitch de 90º. El relieve es plano y la cota del terreno es 100m. Determine: 1) Rumbo y buzamiento de los diques A y B; 2) La inclinación del clavo mineralizado; 3) La longitud real del clavo mineralizado entre el pique y la falla; 4) La magnitud del rechazo producido por la falla; 5) En el bloque Norte, se intersecta el clavo con la falla?, dónde?.

Escala=1:1000

TRABAJO PRÁCTICO Nº 5 Determinación de línea virtual de afloramiento. MAPA 1 (BENNISON). En el extremo NO del mapa se muestra el afloramiento de una serie de rocas. Deduzca la inclinación de las capas observando el diseño de afloramiento de los contactos geológicos. Complete los afloramientos para el resto del mapa. ¿Qué espesor tiene cada capa? Dibuje una columna vertical que muestre cada una de las capas en escala 1:10000. Dibuje un perfil a lo largo de la línea A-B.

MAPA 4 (BENNISON). Deduzca el rumbo y buzamiento de una capa de carbón que aflora en los puntos A, B y C. A qué profundidad se encontrará la capa si se realiza una perforación en el punto D ?. Dibuje el afloramiento de la capa. Afloraría dentro del área del mapa, una capa situada 200m por debajo de la anterior ?.

MAPA 5 (BENNISON). La perforación A encontró el techo de una caliza a una profundidad de 50m y su base a los 450m. Los pozos B y C alcanzan la base de la caliza a profundidades de 150m y 250m, respectivamente. Determine el rumbo y buzamiento de la caliza y mapee los afloramientos de su base y techo. Indique las áreas en donde el techo se encuentra a profundidades menores a 50m por debajo de la superficie del terreno. Calcule el espesor real de la caliza.

TRABAJO PRÁCTICO Nº 6 EJERCICIO X-1 (RAGAN). Determinación de línea virtual de afloramiento. En el punto A aflora la base de una unidad de arenisca triásica de 100m de espesor; su orientación es N 70º O, 25º S. El punto B está situado en el extremo oeste de un dique diabásico vertical de edad jurásica de 50m de espesor; su dirección es N 20º E. En el punto C aflora la base de una serie cretácica horizontal, y en el punto D se encuentra la base de una serie concordante de rocas terciarias. Construya el mapa geológico con la información dada.

MAPA 6 (BENNISON). Tres capas aflorantes (conglomerado, arenisca y lutita), aparecen representadas parcialmente en el mapa con sus respectivas trazas. Calcule la orientación y complete los contactos geológicos, asumiendo que todas las capas tienen igual buzamiento.

TRABAJO PRACTICO Nº7 PROBLEMA 6 (BADGLEY). En los puntos X e Y aflora la base de una caliza que buza hacia el S y en el punto W el techo de la misma. Una zona de fractura de rumbo 135º y buzamiento 60º al SO, aflora en el punto Z. La intersección de la zona de fractura con la base de la caliza forman un clavo mineralizado. Una falla vertical de rumbo 070º aflora en el punto V y es más joven que la zona de fractura. Determine: el espesor de la caliza y su buzamiento; muestre el patrón de afloramiento de la caliza; indique donde aflora el clavo mineralizado y cual es su dirección e inclinación; muestre la proyección en superficie del punto donde el clavo es cortado por la falla de rumbo; determine la elevación de esta intersección. Escala 1:10000

TRABAJO PRACTICO Nº8 Interpretación de la estructura en mapas geológicos. Discontinuidades

EJERCICIO 5.2 (POWELL). Determine la orientación de los contactos geológicos presentes en el mapa. ¿Cuál es la estructura dominante? Remarque las características que permiten identificar rápidamente este tipo de estructuras en el mapa. Calcule la orientación de la línea de intersección definida por las secuencias presentes. Sombree las áreas en las cuales el conglomerado sobreyace a la fangolita, pero no a la limolita. Seleccione una dirección apropiada y construya un perfil que muestre convenientemente la relación estructural en profundidad, entre los estratos presentes en el mapa. Escala 1:5000

MAPA 7 (BENNISON). Remarque el plano de discordancia. Deduzca la dirección y ángulo de buzamiento de las dos series de capas. Dibuje un perfil a lo largo de la línea X-X’. ¿Será encontrada la capa de carbón en las perforaciones situadas en los puntos A, B y C? Si la capa de carbón está presente, calcule la profundidad respecto de la superficie del terreno. Si no está presente, sugiera una explicación para su ausencia. Indique la posición de la capa de carbón debajo de la capa Y.

X

X’

TRABAJO PRÁCTICO Nº 9 Interpretación de la estructura en mapas geológicos. Discordancias y Fallas. Conceptos elementales sobre las fallas Al igual que las diaclasas, las fallas son superficies o planos a lo largo de los cuales las rocas han perdido cohesión o continuidad, pero a diferencia de dichas estructuras de mesoescala, las fallas presentan desplazamientos apreciables (desde algunos metros a kilómetros) entre los bloques fallados. En todos los tipos de fallas el movimiento entre los bloques de roca afectados es paralelo a la superficie o plano de falla, es decir de cizalla. A partir de estudios experimentales se ha podido establecer que en general las fallas o fracturas de cizalla se forman a un ángulo de aproximadamente 30º respecto al σ1 o máximo esfuerzo compresivo (criterio de fracturación de Coulomb), con dos posibles orientaciones que formarán juegos conjugados. Considerando que la superficie terrestre es un plano que no sufre cizalla y que contiene a dos de los esfuerzos principales, mientras que el tercero es normal a la superficie, es posible explicar la generación de los tres tipos principales de fallas, normales, inversas y de rumbo (Fig. 1), de acuerdo a la ubicación en el espacio de los tres esfuerzos principales (Ley de Anderson de fallamiento). En toda falla con un buzamiento diferente a 90º (falla vertical), recordando que el buzamiento siempre se mide respecto a la superficie horizontal, es posible distinguir un bloque ubicado por debajo del plano de falla llamado bloque de piso o yaciente (footwall) y un bloque de techo o colgante (hangingwall) localizado por encima de la misma. En las fallas normales o directas, el bloque de techo baja respecto al bloque de piso y visto en un corte vertical o en perforaciones puede producir omisión de estratos o de parte de las secuencias estratigráficas. Estas estructuras se forman fundamentalmente en ambientes tectónicos extensionales, como zonas de rifting, donde el esfuerzo máximo compresivo se ubica en posición vertical respecto a la superficie terrestre y por lo tanto los posibles planos de falla resultantes tendrán un buzamiento aproximado de 60º (Fig. 1).

Figura 1.Formación de los tres tipos de fallas, normales, inversas y de rumbo, en función de la ubicación espacial de los tres esfuerzos compresivos principales (σ1: máximo, σ2: intermedio y σ3: mínimo), determinado por la Ley de Anderson (tomado de Twisss y Moores 2007).

En las fallas inversas, el bloque de techo sube respecto al bloque de piso y en secciones verticales o perforaciones generará una repetición de estratos o duplicación de parte de las secuencias estratigráficas. Dichas fallas se generan en ambientes tectónicos contraccionales para acomodar el acortamiento del terreno, como por ejemplo en zonas de subducción (ej. los Ándes) o de colisión (ej. los Himalayas), donde el esfuerzo compresivo máximo se dispone horizontalmente ya que es producido por las placas tectónicas convergentes. Con esa orientación del σ1 el ángulo que comúnmente desarrollarán las fallas inversas formadas ante la compresión es de aproximadamente 30º, y se las conoce como corrimientos (Fig. 1). En todos los tipos de fallas el esfuerzo

intermedio σ2 está contenido en el plano, y cuando éste se ubique normal a la superficie terrestre las fallas serán verticales, como es el caso general de las fallas de rumbo. En tal situación no existe un bloque de techo ni uno de piso, si no que los bloques se desplazan lateralmente entre sí (Fig. 1). Es común que en la naturaleza las fallas no se encuentren con el ángulo original si no que, junto con los estratos afectados, pueden estar plegadas y/o rotadas por estructuras adyacentes, por lo cual midiendo su buzamiento en campo no es posible asegurar el tipo de falla. Por esta razón es muy importante conocer en la práctica el cutoff o ángulo de corte formado entre el plano de falla y los planos de estratificación (Fig. 2), y dichos valores sí deberán ser consistentes con el tipo de falla, es decir de aproximadamente 30º, 60º y 90º para corrimientos, fallas normales y fallas de rumbo respectivamente. En algunas ocasiones las fallas se presentan en el campo como superficies planares bien definidas, pero en otras oportunidades puede observarse una zona, de ancho variable, con deformación distribuida (Fig. 2). Estas zonas de falla pueden tener una zona exterior donde la roca de caja original se encuentra parcialmente deformada por fracturación, conocida como “zona de daño”, y una zona interna o “núcleo” donde se concentra la mayor deformación y la roca original puede estar totalmente deformada dando lugar a una brecha u otro tipo de roca cataclástica.

Figura 2. Pliegue volcado afectando a estratos cretácicos de la Cuenca Neuquina, donde se observa en el limbo frontal subvertical una repetición de bancos. Esta repetición tiene lugar mediante una falla cuyo ángulo de corte o cutoff es de aproximadamente 30º, consistente con un corrimiento que duplica parte del intervalo estratigráfico. Se aprecia también que la falla no es una superficie planar definida sino que muestra una zona con deformación distribuida (zona de falla).

Si en el campo se observan los bloques u algún otro elemento estructural desplazado por las fallas es posible que logremos distinguir de qué tipo de estructura se trata, pero en ciertas ocasiones estos elementos no se reconocen fácilmente o bien pueden dar relaciones ambiguas que no nos permiten establecer a ciencia cierta el movimiento generado por la falla. Para resolver dicha incertidumbre es sumamente importante encontrar y reconocer indicadores cinemáticos en los planos de falla. Uno de los más frecuentes es el desarrollo de superficies pulidas conocidas como espejos de fricción o slikensides, los cuales a su vez pueden contener estrías o lineaciones formadas por crecimiento de minerales fibrosos a medida que los bloques fallados se mueven (Fig. 3). La lineación formada por estos minerales o por las estrías indica la dirección de movimiento de los bloques, y si encontramos estos indicadores durante un trabajo de geología de superficie es indispensable que midamos la

orientación del plano de falla y el pitch de las estrías, para tener el dato estructural completo. Adicionalmente, es posible que se formen irregularidades o escalones en la superficie cizallada que evidencian el “sentido” de desplazamiento del bloque faltante u erosionado respecto al bloque de roca aflorante, y de este modo podemos definir totalmente la cinemática de la falla (Fig. 3).

Figura 3.a-c) Formación de estrías en un plano de falla, con crecimiento de minerales fibrosos que indican la “dirección” de movimiento de los bloques desplazados y escalones que evidencian el “sentido” o cinemática de dicha estructura (tomado de Fossen 2010). Foto: slikenside o espejo de fricción en un núcleo de perforación en peridotitas, Canadá, con estrías y escalones que indican (en esta vista de la foto) que el bloque faltante se deslizó subhorizontalmente de izquierda a derecha.

De acuerdo a como se han desplazado los bloques fallados, es posible diferenciar tres tipos de movimientos (Fig. 4). Se denomina Dip Slip si el desplazamiento de los bloques tuvo lugar en una dirección paralela a la dirección de buzamiento del plano de falla, y es característico de las fallas normales e inversas donde el techo baja o sube respectivamente respecto al bloque yaciente. Cuando el desplazamiento ocurre en dirección paralela al rumbo del plano de falla se conoce como Strike Slip, donde existe un movimiento horizontal entre bloques que se desplazan lateralmente, típico de las fallas de rumbo. Si los bloques se mueven con una componente horizontal y otra en la dirección de buzamiento se produce un desplazamiento oblicuo, que puede ser transtensivo o transpresivo si el movimiento de rumbo se asocia a desplazamiento directo o inverso respectivamente.

Figura 4. Posibles movimientos a lo largo de un plano de falla.

MAPA 11 (BENNISON). Calcule la orientación de la discordancia y de los estratos por encima y por debajo de la misma. Las líneas F1 y F2 son afloramientos de dos planos de falla, deduzca su orientación. ¿Cuál de las fallas tuvo lugar primero en el tiempo geológico? Dibuje un perfil a lo largo de la línea X-Y. Escriba la historia geológica.

MAPA 8 (BENNISON). Dibuje las líneas de rumbo para las superficies superior e inferior de la arenisca B y calcule su espesor. Dibuje las líneas de rumbo del plano de falla y determine su orientación. ¿Es una falla normal, inversa o de rumbo? ¿Cuál es el rechazo o desplazamiento neto de la falla?

MAPA 9 (BENNISON). La línea F-F representa el afloramiento de un plano de falla. La otra línea gruesa dibujada en el mapa, representa el afloramiento de una capa de carbón. Marque el área donde la capa de carbón sería intersectada por una perforación vertical (las áreas en donde no haya sido removida por erosión). Indique las áreas en las cuales una perforación vertical atravesaría dos veces la capa. Qué tipo de falla es?. Dibuje un perfil a lo largo de la línea X-Y.

TRABAJO PRÁCTICO N° 10 Interpretación de la estructura en mapas geológicos. Pliegues. Conceptos elementales sobre pliegues Junto con los corrimientos, los pliegues son las estructuras fundamentales en la configuración de las fajas corridas y plegadas y constituyen también las trampas estructurales principales en los orógenos compresivos de todo el mundo. Los pliegues son ondulaciones que afectan a elementos geológicos que originalmente poseían una geometría planar, como por ejemplo los estratos de las secuencias sedimentarias. La primer diferenciación que puede realizarse es de acuerdo a su apariencia, en antiformas (forma de A) y sinformas (forma de U). Si se conoce la edad de las rocas plegadas podemos hablar de anticlinales, cuando las rocas más antiguas están en el núcleo o parte interna del pliegue, y sinclinales, cuando en el núcleo se alojan los estratos más jóvenes (Fig. 1a). Para poder describir de un modo integral una estructura de plegamiento es fundamental conocer sus elementos geométricos constituyentes. La zona de máxima curvatura de una capa plegada se conoce como charnela, mientras que las regiones adyacentes, generalmente planas o con menor curvatura, conforman los flancos o limbos del pliegue. La superficie imaginaria que une todas las charnelas en una secuencia de varias capas plegadas, y que divide a un pliegue en dos, es el plano axial (Fig. 1a).

Figura 1. a) Capas plegadas conformando anticlinales y sinclinales mostrando los elementos geométricos fundamentales en la descripción de dichas estructuras. b) Fotografía de pliegues afectando rocas cretácicas en la Cordillera Neuquina (foto M. Turienzo). Note el llamativo corrimiento formado en el núcleo del anticlinal (into-the-anticline thrust).

El eje del pliegue es una línea imaginaria contenida en la charnela, y éste puede ser horizontal o puede tener inclinaciones variables (Fig. 2) que harán que una estructura de plegamiento aflorante se hunda en el terreno en la dirección de inclinación del eje. Cuando los ejes son buzantes el afloramiento de las zonas de charnela de un pliegue tiene una geometría muy curvada que por su apariencia en mapas se las conoce como narices del pliegue. Además de por la inclinación de sus ejes, los pliegues pueden clasificarse de acuerdo al buzamiento de su plano axial. Se conoce como pliegue recto a aquel que presenta una superficie axial vertical, recumbente cuando posee un plano axial horizontal, mientras que cuando tiene inclinaciones entre dichos valores extremos se denomina pliegue volcado (Fig. 2). Cuando un pliegue es volcado, la dirección hacia donde la estructura se vuelca

o recuesta se denomina vergencia (y es opuesta a la dirección de buzamiento del plano axial). Generalmente la vergencia principal de las estructuras que conforman un orógeno es hacia la región del antepaís, con los planos axiales buzantes hacia el retropaís que es el sitio desde donde proviene el empuje tectónico. A modo de ejemplo, en la Cordillera de los Andes el esfuerzo tectónico proviene desde el oeste, donde interactúan las placas de Nazca y Sudamericana, y por lo tanto la vergencia de las estructuras principales es hacia el este, donde está el área cratónica sin deformar.

Figura 2. Clasificación de los pliegues de acuerdo a la inclinación del eje y al buzamiento del plano axial.

Comúnmente en un cinturón orogénico compresivo se forman numerosos anticlinales y sinclinales de características similares y genéticamente relacionados, en cuyo caso es posible hablar de un tren de pliegues. La distancia existente entre puntos geométricamente equivalentes de dos estructuras similares sucesivas, por ejemplo desde la charnela de un anticlinal hasta la charnela del anticlinal siguiente, es la longitud de onda (λ) del pliegue (Fig. 1a). Este último es un parámetro sumamente importante ya que la longitud de onda del plegamiento nos da idea de la escala de las estructuras y de la profundidad de despegue de las mismas. Pliegues despegados en niveles someros formarán trenes con longitudes de onda corta mientras que pliegues desacoplados a profundidades mayores, involucrando mayor espesor estratigráfico o incluso al basamento, originarán estructuras con mayor longitud de onda y por lo tanto más espaciadas. De esta manera es evidente que la correcta descripción y mapeo de los pliegues en superficie ayudará a la reconstrucción e interpretación de las estructuras en profundidad. Este concepto también está directamente ligado al orden del plegamiento, donde al mismo tiempo pueden desarrollarse estructuras de gran escala (menor orden) que contienen a las estructuras de menor escala (mayor orden). Otros parámetros importantes que sirven para describir y caracterizar la geometría y estilo del plegamiento de una región tienen que ver con la redondez o angulosidad de las charnelas y con el ángulo interno

entre los flancos del pliegue (ángulo interlimbo) que permite definir si el pliegue es abierto, cerrado o en el caso extremo isoclinal (limbos paralelos). Si el plano axial divide al pliegue en dos partes exactamente iguales tal que un lado sea la imagen especular del otro lado, y por lo tanto los limbos tengan igual longitud, el pliegue es simétrico (Fig. 3a). De modo contrario, cuando un limbo es más largo que otro y por lo tanto no se observa una imagen especular a un lado y otro del plano axial el pliegue es asimétrico. Como se ve el concepto de simetría está directamente relacionado a la longitud de los flancos del pliegue y no debe confundirse con el hecho de que los limbos tengan igual o distinto buzamiento, lo cual condiciona la posición del plano axial y determina si el pliegue es recto o volcado. Es perfectamente posible que un pliegue sea recto y asimétrico o también que los pliegues sean volcados y simétricos (Fig. 3b).

Figura 3. a) Geometría de pliegues simétricos (limbos de igual longitud) y asimétricos (limbos de distinta longitud). b) Estratos calcáreos cretácicos plegados formando un pliegue volcado asimétrico y pliegues volcados simétricos, en la FCP de Malargüe, Mendoza, Argentina (Turienzo 2010).

Cuando en el campo no es posible observar las charnelas o los pliegues de un modo completo, ya sea porque han sido parcialmente erosionados o porque la escala de la estructura dificulta su observación directa, es fundamental realizar una medición sistemática de la orientación de los contactos sedimentarios entre las distintas unidades a lo largo de un perfil determinado. Se debe prestar especial atención a identificar la presencia de fallas que repitan u omitan parte de la sucesión estratigráfica y/o generen cambios importantes de buzamiento. Es importante aclarar que cambios graduales en la inclinación de las capas plegadas no necesariamente implica la presencia de fallas o de discordancias progresivas, si no que pueden estar vinculados a un mecanismo de plegamiento por propagación de falla, donde las inclinaciones frecuentemente son mayores hacia el núcleo de los pliegues y se atenúan hacia los niveles someros. Otro aspecto relevante a considerar durante las tareas de campo es identificar si los niveles medidos se encuentran en posición estratigráfica normal o si se hallan invertidos, para reconstruir correctamente la geometría de los pliegues. Con el fin de establecer la posición correcta de los estratos es necesario reconocer y analizar las estructuras primarias contenidas en las rocas sedimentarias, por ejemplo estratificaciones diagonales asintóticas a la base y truncadas al techo, marcas de fondo, trazas fósiles, etc, todos elementos que permiten diferenciar base y techo de los estratos y por lo tanto determinar la polaridad de las capas.

Turienzo, M., 2010. Structural style of the Malargüe fold-and-thrust belt at the Diamante River area (34º30’ - 34º50’ S) and its linkage with the Cordillera Frontal, Andes of central Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 29 (3), 537-556.

MAPA 12 (BENNISON). Dibuje las líneas de rumbo para las superficies inferior y superior de la capa de lutita (rayado continuo). ¿El rumbo es aproximadamente N-S o E-O ?. Indique sobre el mapa la posición de un eje anticlinal y de un eje sinclinal. Dibuje un perfil a lo largo de la línea X-Y.

MAPA 13 (BENNISON). Dibuje las líneas de rumbo de todos los contactos geológicos y deduzca el rumbo y buzamiento. ¿Qué tipo de pliegues son ?. Dibuje un perfil a lo largo de la línea E-O. Dibuje las trazas axiales, es decir, los afloramientos de los planos axiales de los pliegues.

TRABAJO PRÁCTICO Nº11 Interpretación de la estructura en mapas geológicos. EJERCICIO 13.2.1 (POWELL) En el mapa geológico que se adjunta, dos fallas desplazan sedimentos plegados para los cuales se provee la secuencia vertical. Usando la relación diseño de afloramiento-topografía: -Determine la orientación de los planos de falla. -Localice en cada bloque las charnelas de los pliegues. -Determine qué tipo de falla es cada una de ellas (directa, de rumbo, de desplazamiento oblicuo). -Cuantifique el desplazamiento neto de ambas fallas. -Construya y grafique sobre los mismos ejes de coordenadas un perfil N-S para cada uno de los bloques, que permitan corroborar los tipos de fallas determinadas previamente, los desplazamientos netos y establecer la correlación del plegamiento entre bloques (por simplicidad, seleccione un contacto adecuado y grafique para cada bloque solo ese contacto de referencia).

MAPA 14 (BENNISON). Este mapa incluye todos los elementos estructurales vistos previamente: pliegues, una falla y una discordancia. Realice un reconocimiento visual de las estructuras presentes. Determine la orientación de todas las estructuras. Escriba una breve historia geológica del área de acuerdo a lo observado en el mapa, dando el orden de los eventos que produjeron tales características estructurales. Dibuje un perfil a lo largo de la línea X-Y.

MAPA 16 (BENNISON- Opcional). Deduzca las principales características estructurales a partir de los patrones de afloramiento. Calcule la orientación de las estructuras. Dibuje las trazas de los planos axiales de los pliegues. Dibuje un perfil a lo largo de la línea X-Y. Dibuje en el mapa el diseño sub-caliza pérmica de la capa de carbón, la arenisca y el plano de falla.

MAPA 17 (BENNISON- Opcional) ¿Qué tipo de falla es la que aparece en el mapa? ¿Tiene algún desplazamiento vertical? Dibuje un perfil a lo largo de una línea que intersecte a la falla. Dibuje sobre el mapa las trazas axiales anticlinales y sinclinales.

MAPA 19 (BENNISON- Opcional). Los afloramientos de las capas se muestran solamente para la porción norte del mapa. Determine la orientación de los limbos y ejes de los pliegues. Dibuje las líneas de rumbo para los contactos geológicos y continúelas hacia el sur de la falla de modo de poder completar los afloramientos, asumiendo que el bloque norte descendió 200m y la falla no tiene componente de rumbo. ¿Es una falla normal o inversa?

TRABAJO PRÁCTICO Nº 12. Reconstrucción geométrica de pliegues. Ejercicio 1. Realice la reconstrucción geométrica del plegamiento usando la metodología Kink (trazando la bisectriz o superficie axial entre cada uno de los datos de buzamiento consecutivos). Las líneas continuas corresponden a los contactos entre formaciones; las líneas de rayas son mediciones efectuadas en el interior de una misma formación (usar todos los datos de buzamiento).

Ejercicio 2. Reconstruya la secuencia plegada en base al método kink, asumiendo que el espesor de las capas se mantiene constante (pliegues paralelos) y que el basamento pre-K no está plegado, interpretando la estructura con los distintos modelos geométricos y cinemáticos de pliegues relacionados a fallas.

Poblet, Josep (2004). Geometría y cinemática de pliegues relacionados con cabalgamientos.

TRABAJO PRÁCTICO Nº 13

Mapa estructural De la misma manera que un mapa topográfico define la configuración superficial a través de las curvas de nivel, un mapa estructural define la configuración de un elemento estructural (estrato guía, planos de falla, etc.) a través de líneas que unen puntos de igual altura. Un plano estructural permite analizar la geometría de una estructura en profundidad y sus variaciones en tres dimensiones, y es por lo tanto una evaluación más completa que la que se puede obtener a partir de perfiles geológicos. Un mapa estructural puede construirse a partir de datos de superficie, perforaciones, labores mineras o interpretación de líneas y cubos sísmicos, lo que permite integrar la información en un área y definir con mayor precisión las estructuras. EJERCICIO 1. Se usará como nivel de referencia la superficie del terreno que es plana y de cota 0 m. Los valores de profundidad se tomarán como positivos. Determinar la forma de la superficie estructural.

Punto A-20 A-21 A-22 A-23 A-24.5 B-20 B-21 B-22 B-23 B-24.5 C-20 C-21 C-22 C-23 C-24.5 D-20 D-21 D-22 D-23 D-24.5 E-20 E-21 E-22 E-23 E-24.5 F-20 F-21 F-22 F-23 F-24.5

Profundidad techo 300 270 300 370 490 260 150 250 305 440 250 140 230 290 410 280 250 260 310 415 330 310 330 360 450 450 400 395 415 500

EJERCICIO 2. A partir de los datos de la tabla, construya el mapa estructural del piso del estrato y analice las estructuras.

EJERCICIO 3. En el mapa se han representado una serie de perforaciones junto con las cuales se citan: en la parte superior la profundidad hasta el techo de un nivel productor y en la inferior la profundidad hasta la base del mismo nivel. Determine la estructura presente y aclare con los perfiles que considere necesario. Escala= 1:10000.

EJERCICIO 4. El siguiente mapa estructural en profundidad corresponde al techo de las calizas cretácicas de la Fm. Yacoraite, en el yacimiento Caimancito, provincia de Jujuy (Grosse et al. 2013). Describa la estructura presente, pinte la zona con mayor interés para hallar hidrocarburos y realice un perfil a lo largo de la traza de la sísmica indicada. Determine a qué tipo de falla corresponden las trazas mostradas.

EJERCICIOS OPTATIVOS MAPA ESTRUCTURAL EJERCICIO 5. El área mapeada fue perforada según una cuadrícula de 100 m de lado. Las perforaciones atravesaron de techo a base un estrato de arenisca. El valor superior indicado en cada pozo es la cota topográfica del punto y el inferior la profundidad hasta la arenisca. Dibuje un mapa estructural del techo de la arenisca. Dibuje un perfil NE-SO.

EJERCICIO 6. Se llevó a cabo un programa de sondeos con el fin de investigar la estructura del horizonte D, el que está cubierto discordantemente por una sucesión de rocas más jóvenes. El miembro basal de este grupo suprayacente lo constituyen las denominadas Areniscas Verdes Inferiores (G), un banco guía fácilmente identificable en todas las perforaciones. Debido a dificultades para perforar por debajo de la discordancia, se abandonaron algunos pozos. Los datos son datos de profundidades. Dibuje las líneas estructurales para los horizontes D y G. Haga una breve descripción de la historia geológica del área. Tenga en cuenta que mediante datos de superficie se sabe que existe un tren de pliegues de rumbo NO-SE.

TRABAJO PRACTICO Nº14 PROYECCION ESTEREOGRAFICA Es un método que permite representar sobre el plano (2D), elementos geométricos tales como líneas y planos cuya ubicación en el espacio es tridimensional. Es una de las técnicas de representación más usadas en Geología Estructural y Tectónica ya que permite graficar y analizar una gran cantidad de datos estructurales y trabajar con la geometría de dichos datos calculando buzamientos aparentes, ejes de pliegues, rotaciones de estratos y discordancias, determinación de paleoesfuerzos, etc. El fundamento de esta metodología consiste en imaginar los elementos geológicos, planos y líneas, pasando por el centro de una esfera hasta intersectar la superficie de la misma (en Geología se utiliza el hemisferio inferior), y observar desde el polo superior (P) la geometría resultante proyectada en el plano ecuatorial de la esfera (Fig. 4). De este modo un elemento lineal se verá proyectado como un punto en la red estereográfica mientras que un plano originará una línea curva conocida como traza ciclográfica.

Figura 4. Esquema ilustrando el fundamento de la metodología de proyección de líneas y planos en la red estereográfica.

Aunque existen varios tipos de redes estereográficas, una de las más utilizadas es la red equiareal de Schmidt y Lambert, la cual se encuentra dividida en círculos mayores (meridianos) y círculos menores (paralelos), dibujados cada 2º pero con curvas resaltadas cada 10º (Fig. 5). Los ángulos geológicos medidos en planta, como rumbos o direcciones de buzamiento, se cuentan mediante los círculos menores en el borde exterior de la red, de 0º a 360º en sentido horario. Los ángulos verticales, como buzamiento de planos o inclinación de líneas, se cuentan a través de los círculos mayores en la línea central o ecuatorial de la red, desde 0º en el borde hasta 90º en el centro (Fig. 5). Para graficar datos manualmente en la red estereográfica clavaremos una chinche de una sola pata en el centro de la red (desde atrás hacia el frente del papel), la pegaremos con cinta para que no se salga, y por delante pondremos sobre la red un papel transparente que quede móvil de pivotear alrededor de la chinche. Antes de iniciar con la proyección de ningún dato, se debe identificar correctamente en el papel transparente el polo norte o 0º de la red. A modo de ejemplo, si tenemos un estrato buzante con una orientación N30ºE/40ºSE (120º/40º como DB/B), en primer lugar se debe marcar en la red el rumbo del plano (N30ºE) o bien su dirección de buzamiento (120º). Luego se debe girar el papel transparente llevando el rumbo marcado al N, o lo que es lo mismo llevando su dirección de buzamiento a la línea E-O. Luego se deben contar los grados de buzamiento, 40º, desde el extremo E en este caso hacia el centro de la red y se calcará el círculo mayor correspondiente a esos 40º. Cuando se vuelve el norte a su posición correcta, nos queda dibujada la traza ciclográfica correspondiente al estrato buzante (Fig. 5). Como puede apreciarse la traza ciclográfica tiene una forma curva con su convexidad apuntando en la dirección de buzamiento, en este caso hacia el SE. De esta forma, visualizando la apariencia de las trazas se puede tener una rápida percepción de la orientación e inclinación de los planos proyectados. Un simple análisis nos indica que aquellos planos que tengan bajos ángulos de buzamiento originarán una traza ciclográfica con gran curvatura y cercana a los bordes de la red, mientras que planos con altos buzamientos mostraran trazas tendientes a formar líneas rectas cercanas al centro de la red. Si una capa se encuentra plegada en distintas direcciones formando un pliegue, la intersección de sus limbos dará como resultado el eje del pliegue. De esta forma, graficando en la red los datos de buzamiento

medidos en ambos limbos, es posible hallar fácilmente la orientación del eje, pues este se encontrará en el punto donde se intersectan ambas trazas ciclográficas. Una limitación de la red estereográfica es que no permite discriminar visualmente entre anticlinales y sinclinales, y por otro lado tampoco es posible apreciar la escala de las estructuras proyectadas, pues mientras las orientaciones de sus flancos sean las mismas se verá igual un pliegue de centímetros que uno de kilómetros.

Figura 5. Red equiareal de Schmidt y Lambert mostrando como se contabilizan los ángulos para proyectar la orientación de un plano buzante, como por ejemplo el ilustrado (N30ºE/40ºSE).

Si durante un levantamiento de campo se han podido reconocer y medir fracturas de cizalla conjugadas, mediante su proyección en la red estereográfica es posible calcular luego la orientación de los principales esfuerzos tectónicos que le dieron origen. El esfuerzo intermedio σ2 se localiza en la intersección de estos dos planos conjugados y por lo tanto en la red estereográfica dicho esfuerzo se ubicará en el punto donde se intersectan las trazas ciclográficas correspondientes a las fracturas. Los esfuerzos máximo σ1 y mínimo σ3 están contenidos en el plano perpendicular a σ2, el cual puede remarcarse fácilmente en la red estereográfica. Una vez hallado este plano normal, el esfuerzo máximo σ1 se situará en la bisectriz, es decir a la mitad, del ángulo agudo formado entre las trazas ciclográficas mientras que el esfuerzo mínimo σ3 se ubica bisectando el ángulo obtuso y a 90º del σ1. Otra operación que se puede llevar a cabo manualmente en la red estereográfica es rotaciones, por ejemplo entre secuencias discordantes, o bien rotaciones de estratos plegados que a su vez por ejemplo contienen fracturas conjugadas. La rotación de estos elementos permite determinar la orientación original de las estructuras, por ejemplo la secuencia inferior o más vieja que fue cubierta en discordancia o la orientación de las fracturas previa al plegamiento del estrato. La forma de hacer esto en la red es proyectar todos los datos, y luego llevar al eje N-S el rumbo del plano alrededor del cual se rotara, que en nuestros ejemplos será el rumbo de la secuencia más joven de la discordancia o el rumbo del estrato que contiene las fracturas. Con el rumbo en la línea N-S, se puede visualizar que para horizontalizar dicho plano es necesario desplazar la traza ciclográfica en una determinada dirección una cantidad de grados igual al buzamiento del plano. Esto implica desplazar infinitos puntos imaginarios que forman la traza ciclográfica, esos grados en esa dirección. Ahora bien, si sobre las trazas correspondientes a los otros planos (secuencia antigua o fracturas) marcamos al menos dos puntos de referencia y los movemos en igual dirección y la misma cantidad de grados, siguiendo el círculo menor que los contiene, tendremos así dos puntos de referencia rotados. Moviendo el papel transparente hasta que dichos puntos queden contenidos en un mismo círculo mayor, tendremos dibujada la traza correspondiente al nuevo plano rotado.

W

E

S

Red Estereográfica Equiareal (Schmidt/Lambert)

TRABAJO PRÁCTICO Nº 15 Reconocimiento e Interpretación de estructuras tectónicas en líneas sísmicas 2D En todos los ejemplos que se ilustran a continuación remarque sobre la línea sísmica las estructuras reconocidas, describa las principales características para su identificación y realice un bosquejo de las estructuras interpretadas. 1)

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8)