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Estructuras Secundarias - Geología Estructural

Índice Objetivos............................................................................................................................. 2 Introducción......................................................................................................................... 3 Estructuras Secundarias.....................................................................................................4 Diaclasas............................................................................................................................. 4 Tipos de Diaclasas........................................................................................................... 4 Fallas.................................................................................................................................. 6 Elementos de una Falla...................................................................................................6 Tipos de Fallas.............................................................................................................. 10 Pliegues............................................................................................................................ 12 Elementos de un Pliegue...............................................................................................12 Tipos de Pliegues.......................................................................................................... 13 Conclusión........................................................................................................................ 16 Bibliografía........................................................................................................................ 17

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Objetivos Los principales objetivos de este informe son conocer e identificar las distintas estructuras secundarias que podemos encontrar en un macizo rocoso, se expondrá la información referente a la clasificación de estructuras secundarias. Además podremos observar los distintos relieves que se generan al producirse estas estructuras y se demostrara los problemas relacionados con estos procesos. El ideal es que se pueda comprender las características principales de las estructuras secundarias.

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Introducción Las estructuras secundarias de las rocas se forman posteriormente a la formación de la roca madre. Son cambios irreversibles en la roca que se generan consecuencia de cambios en la temperatura o cambios en los esfuerzos de dichas rocas. Estas estructuras son factores predominantes a la hora de poder evaluar la competencia y resistencia de del macizo rocoso, de esto depende la construcción de una rampa en minería cielo abierto o si es necesaria la fortificación de cierta galería en minería subterránea.

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Estructuras Secundarias La estructura secundaria de las rocas es posterior a la formación de la roca madre, y es definida por un estado de esfuerzos y cambios de temperatura. Los cambios que experimentan las rocas son irreversibles y se expresan como deformación o metamorfismo. La estructura secundarias se pueden desarrollar tanto en roca ígneas, sedimentarias o metamórficas y sus características finales van a depender de diversos factores, siendo la más destacada, la propia naturaleza de las rocas que están ligadas al proceso de deformación.

Diaclasas Las diaclasas son fracturas de origen geológicas, sin desplazamientos visibles, transversales y detectables. Son estructuras muy abundantes y se presentan en sistemas, set o familias de diaclasas. Las diaclasas 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. Su origen se debe a varios factores    

Descompresión por alcanzar la roca niveles superiores de la corteza. Contracción por enfriamiento en coladas de lava. Rotura por tensión en zonas de charnela (Charnela: zona de mayor curvatura del pliegue). Esfuerzos compresivos y/o cizalla, como el caso de la esquistosidad metamórfica.

Tipos de Diaclasas 1. Diaclasas de Retracción: estas son causadas por un sistema de fuerzas tensiónales que actúan sobre el cuerpo rocoso, como resultado de un enfriamiento (en una roca ígnea) o de una desecación ( roca sedimentaria). 2. Diaclasas de Descompresión: un sistema de diaclasas puede desarrollarse paralelamente a la superficie del terreno, especialmente en intrusiones ígneas plutónicas, tales como el granito. Probablemente surgen como resultado de la descarga en la masa de la roca cuando se erosiona la cobertura. 3. Diaclasas Tectónicas: es el resultado directo del plegamiento o empuje en las rocas, y en general pueden admitirse tres sistema, un sistema de rumbo (diaclasas longitudinales, paralelos a los ejes de los pliegues), un sistemas inclinado (diaclasas cruzadas, perpendicular a las diaclasas longitudinales) y un sistema de diaclasas oblicuas, que aparecen a bastante menos de 45° en la dirección del transporte tectónico (en la deformación de la roca, es conveniente considerar que una parte de la misma ha sufrido un desplazamiento relativo con respecto a la otra, la dirección de este movimiento relativo se denomina dirección de Página 4

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transporte tectónico). Las diaclasas pueden ser abiertas o cerradas, denominando a estas últimas diaclasas latentes, ciegas o incipientes. Pueden negar a abrirse como resultado de la meteorización, observándose este hecho especialmente en calizas diaclasadas, donde llegan a acentuarse para formar clints y grikes

Diaclasas de Descompresión

Diaclasas de Retracción

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Diaclasas Tectónicas

Fallas Las fallas son fracturas a lo largo de las cuales la roca se ha desplazado según una dirección que es generalmente paralela al plano de ruptura, como consecuencia de la aplicación de un stress de cizalle. Las zonas de fallas tienen un ancho que va desde milímetros hasta cientos de metros. Algunas fallas muestran un relleno de calcita, yeso o sílice. Son originados por esfuerzos tectónicos que actúan en la corteza, y la zona de ruptura tiene una superficie bien definida que se llama plano de falla. La diferencia entre una falla y una diaclasa es que existe un desplazamiento de rocas que es resultado de la fracturación.

Elementos de una Falla  

Plano de falla: se define como la superficie de la falla y desplazamiento, es decir, la superficie sobre la que se ha producido el movimiento, sea horizontal, vertical u oblicua. Labios de Falla: se define como los bordes o bloques que se han desplazado. Cuando se produce un desplazamiento vertical, los bordes reciben los nombres de labio hundido y labio elevado, dependiendo de la ubicación de cada uno de ellos con respecto a la horizontal relativa. Página 6

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Salto de Falla: es el espacio o distancia vertical que existe entre los dos estratos que originalmente formaban una unidad. Esta distancia puede ser tan solo unos milímetros, aunque en ocasiones puede ser hasta de varios kilómetros (esto debido a un largo proceso geológico en el tiempo).

El movimiento de las fallas produce estructuras o rocas especiales las cuales nos ayuda a usar como indicadores de fallas     

Estrías: líneas finas en la superficie del plano de movimiento, en algunos casos podemos identificar el sentido del movimiento. Diaclasas Plumosas de Cizallamiento: diaclasas rellenas con algun mineral en forma de “S”. Arrastre: las rocas cercanas que están en el plano de movimiento pueden deformarse plásticamente. Brecha de Falla: es el relleno de una falla con clastos angulosos que son definidas por causa de fuerzas destructivas durante el movimiento. Milonita: cuando las fuerzas del movimiento son muy altas, las rocas se pueden deformar plásticamente o pueden formar una nueva roca solida (metamórfica) llamada milonita.

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Diaclasas Plumosas de Cizallamiento

Estrías

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Arrastre

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Tipos de Fallas Las fallas se clasifican según el tipo de movimiento relativo entre los bloques afectados por las fallas, en los cuales podemos distinguir los siguientes 

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



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Falla Normal: falla generada por la tracción, en donde el movimiento predominante es vertical con respecto al plano de falla, en general tiene un ángulo de 60° respecto a la horizontal. En esta falla un bloque se desliza hacia abajo (denominado bloque de techo), mientras que el que se levanta (denominado bloque piso). Un conjunto de fallas normales pueden dar lugar a formación de horsts y grabenes. Falla Inversa: este tipo de falla generada por la compresión, en donde las rocas se comprimen unas contra otras, de manera que la corteza rocosa de un área ocupe menos espacio. La roca de un lado de la falla asciende con respecto a la rocada adyacente. Falla de desgarre, en dirección, o transcúrrete: el movimiento que genera esta falla es horizontal, el bloque de roca se mueve para un dirección, mientras que el otro bloque se mueve en dirección contraria. Son producidas por fuerzas de cizalla horizontal que causa este tipo de desplazamiento lateral de un bloque con respecto al otro. Falla rotacional cilíndrica: en este caso la superficie de la falla es aproximadamente cilíndrica, como consecuencia del giro de uno de los bloques de la falla en torno a un eje de rotación paralelo a la superficie de la falla Falla rotacional en tijera: en esta falla se puede aprecias que el giro de los bloques tiene un eje que es perpendicular a la superficie de falla.

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Falla Rotacional Cilíndrica

Falla de Desgarre

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Falla Rotacional en Tijera

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Pliegues Los pliegues se definen como deformaciones plásticas que afectan a varios estratos, son de fácil de identificar ya que el estrato pierde su horizontalidad. Estos se generan bajo el esfuerzo de compresivo, en condiciones de alta temperatura y alta presión durante largos periodos de tiempo geológico.

Elementos de un Pliegue En un pliegue podemos describir una serie de elementos geométricos que nos sirven para definir, clasificar e incluso averiguar algunos factores que dieron origen al pliegue.        

Cresta: punto más alto de un pliegue anticlinal. Seno: punto más bajo de un pliegue sinclinal. Punto de Inflexión: punto medio de un pliegue donde la curvatura pasa de cóncava a convexa. Flanco: porción adyacente al punto de inflexión. Línea de Cresta: línea que une puntos los puntos de la cresta. Charnela: zona de mayor curvatura de un pliegue. Línea de Charnela: línea que une los puntos de la charnela. Plano o Superficie Axial: plano que pasando por la zona de charnela divide simétricamente un pliegue.

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Tipos de Pliegues La clasificación de pliegues va en función de diferentes factores 1- Disposición de las capas 



Anticlinal: en esta clasificación los estratos más antiguos están ubicados en el núcleo del pliegue, en el centro encontramos que el mateo es pequeño y en ocasiones nulo y los dos lados del anticlinal muestran direcciones diferentes de inclinación Sinclinal: los estratos mas jóvenes se encuentran en el núcleo del pliegue, los estratos se inclinan siempre hacia el núcleo y los estratos más antiguos afloran en los flancos del pliegue.

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

Monoclinal o Pliegues en Rodilla: pliegues con forma de escalón cuyo buzamiento se mide a través del ángulo que forma el flanco del pliegue con la horizontal.

Monoclina l

2 - Simetría  

Simétricos: El ángulo que forman los flancos del pliegue con la horizontal es aproximadamente el mismo. Asimétricos: los dos flancos tiene inclinaciones diferentes.

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Pliegue simétrico, ya que se observa que sus dos flancos son aproximadamente iguales.

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Pliegue Asimétrico

3 - Plano Axial  

Recto: en este casi el plano axial es vertical. Inclinado: el plano axial forma un ángulo con la vertical. Página 17

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 

Volcado: el ángulo que forma el plano axial con la horizontal es inferior a los 45°. Tumbados: el plano axial es casi horizontal.

4 - Espesor de Capas  

Isópacos o Concéntricos: el espesor de los estratos no varía a lo largo del pliegue y esto se atribuye a su origen ya que los esfuerzos fueron de tipo flexión. Anisópacos o similares: el espesor es mayor en las zonas de charnela y menor en los flancos y esto es debido a su origen, ya que los esfuerzos fueron de compresión.

Pliegue Concéntrico

Pliegue Similar

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Conclusión En el informe presentado hemos aprendido los distintos tipos, características, y posibles problema/soluciones que podemos encontrar en macizos rocosos que están siendo explotados. Tener un buen conocimiento a las estructuras mencionadas podría ser de gran utilidad al momento de tomar decisiones en un faena minera, con esto podríamos verificar y analizar porque tendremos que construir una rampa en un lugar y no en otro. Teniendo este conocimiento se pueden evitar grandes pérdidas económicas al tener considerados los factores geológicos y geomecánicos del macizo.

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Bibliografía Hans Niemeyer R. 2008. Geología Estructural. Ril Editores. Primera Edicion. 291pp. Reinaldo Rodríguez Cruzado, 2009. Geología Estructural Capitulo:Estructuras. Universidad Nacional de Cajamarca, PDF, 40pp. Carlos H. Costas, 2006. Geología Estructural. Universidad Nacional de San Luis Departamento de Geología, Guía de estudio, 90pp. Edward Tarkbuck 2005. Ciencias de la Tierra, Prentice Hall Colección, Primera Edición, 796pp

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