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¿Que estudia la geología estructural?
Es una rama de la geología que se encarga de estudiar las estructuras geológicas que se han formado por la dinámica de la tierra a traves del tiempo, es decir por el tectonismo. A traves de ello para determinar la cinemática o movimientos, eventos geológicos, yacimientos minerales y peligros geológicos. Una estructura geológica se refiere a la forma geométrica que han desarrollado o sufrido las rocas al haber sido sometidos a esfuerzos diagenéticos o tectónicos a traves del tiempo.
Deformación de las rocas
Las rocas tienen ciertas propiedades elasticas que les permiten que las rocas sufran cambios en su forma y/o volumen al ser afectado por un esfuerzo aplicado, a ello se adiciona
las condiciones en la cual se desarrolla la deformación tales como la presión y temperatura.
La deformación no sera lo mismo según la profundidad donde se desarrolle ya que a mayor profundidad la deformación sera mas dúctil y menor profundidad sera mas frágil.
¿Que tipos de deformación existe?
Los tipos de deformacion se tipifican segun su comportamiento a la resistencia a los esfuerzos existentes en el medio natural, en donde el material rocoso
puede experimentar tres etapas de deformación tales como:
- Deformación elástica, en general se refiere al comportamiento de la roca cuando toma o recupera la forma original despues de que el esfuerzo deformante a desaparecido, ello puede ocurrir mayormente en niveles mas profundos de la corteza terreste.
- Deformación plástica, ocurre cuando la roca sobrepasa su limite elástico y a partir de ahi es donde experimenta una deformación plástica, y en consecuencia la roca o el material no vuelve a recuperar su forma original, tales como los pliegues (Anticlinales, sinclinales)
- Deformación frágil, se manifiesta cuando las rocas llegan a su punto máximo de resistencia a los esfuerzos y llegan a fracturarse, tales como las fallas, cabalgamientos, diaclasas y mantos de corrimiento.
¿Que es un pliegue?
Como se habia mencionado anteriormente un pligue resulta de una deformación de tipo plástica de las rocas que han experimentado
esfuerzos en un ambiente tectónico de tipo compresivos, mayormente esto se puede observar en rocas sedimentarias
Las partes de un pliegue son:
• Flanco, es el lado lateral del pliegue
• Eje de pliegue, es la parte donde se encuentra los puntos de mayor curvatura, o tambien se le puede definir como el resultado de la intersección del plano axial con el pliegue.
• Línea de charnela, es la línea que pasa por el centro de cada charnela es decir une los puntos de mayor curvatura de un pliegue
• Charnela, es la zona de mayor curvatura del pliegue
• Inmersión, es el ángulo formado por el eje de pliegue y un plano horizontal; dicho ángulo varía de 0 a 90°.
• Plano axial, es un plano imaginario que pasa por todas las lineas de charnela de un pliegue, que a su ves divide lo mas
simetricamente posible en
dos partes iguales al pliegue.
• Núcleo, es la parte mas interna o con mayor presion de un pliegue.
Ilustración de un plegamiento (Fuente: Geonstate, 2024)
¿Que es una falla geológica?
Una falla es una fractura o rotura de la corteza terreste y al mismo tiempo ocurre desplazamiento de uno de los bloques con respecto del otro, una falla ocurre en un ambiente de deformación frágil a escalas y orientaciones diferentes
Tipos de fallas
Según la cinematica o desplazamiento de los bloques en un sistema compresivo o distensivo detallamos los tipos de falla:
- Fallas normales, ocurre cuando las esfuerzos son distensivos y el bloque techo baja con respecto al bloque piso, asimismo
se carcaterizan por presentar un alto ángulo de buzamiento del plano de falla y su relación con respecto a los esfuerzos según la teoría de Anderson indica que
el esfuerzo principal máximo σ1 es vertical, el esfuerzo medio σ2 es horizontal en dirección de la intersección de los planos de falla y el esfuerzo mínimo σ3 es horizontal.
- Fallas inversas, ocurren en un ambiente de esfuerzos compresivos donde el bloque techo subre sobre el bloque piso y el plano de falla
presenta un bajo ángulo de buzamiento y con respecto a la direccion de los esfuerzos actuantes el esfuerzo principal máximo σ1 es horizontal al igual que el esfuerzo medio σ2 y el esfuerzo σ3 es vertical.
- Falla de dirección, también denominados de rumbo, este tipó de falla ocurre cuando el movimiento relativo entre los bloques es en dirección horizontal y
un ejemplo es la falla de San Andrés que se encuentra en California. El esfuerzo máximo principal σ1 es horizontal, el esfuerzo principal medio σ2 es vertical y el esfuerzo mínimo σ3 es horizontal.
Anderson en 1951 propuso su teoría de análisis de esfuerzos tectónicos considerando planos de falla conjugadas en donde
considera tres aspectos importantes como:
- Los ejes de los esfuerzos actuantes (σ1, σ2 y σ3) son perpendiculares entre si.
- El esfuerzo σ2 estara en la misma línea de intersección de los dos planos de falla conjugadas.
- Existe un plano de movimiento vertical y perpendicular a σ2 y a su ves este plano contiene a σ1 y σ3.
Ilustración del modelo de Anderson y su represntacíon grafica en una red estereográfica, (Fuente: Reduca(Geología), 2010)
Asimismo se puede observar que el esfuerzo máximo σ1 actúa como bisectriz del ángulo agudo del diedro formado por los planos de las fallas conjugadas y el esfuerzo mínimo σ3 será bisectriz del ángulo obtuso formado por los planos de falla conjugadas.
Modelo de esfuerzos para fallas conjugadas según la teoría de Anderson, 1951. (Modelo 3D: Geonstate, 2024)
A continuación mostramos los tipos de falla y su cinematica ilustrando la dirección de los esfuerzos que actuan en cada una de ellas.
Falla Normal
Falla Inversa
Falla de Dirección
Ilustración 3D animada de los tipos de falla con la cinematica de movimiento asimismo los tipos de esfuerzos que actúan en cada una de ellas
(Modelo 3D: Geonstate, 2024)
Representación de una falla o discontinuidad en un estereograma
En la practicidad de la geología en campo es de gran importancia la correcta obtencion de los datos estructurales y su reprsentacion en un mapa geológico, pero para un estudio
estructural mas destallado se necesita representar una numero considerable de datos estructurales
sobre una red estereográfica es por ello la necesidad de esta herramienta para representar datos estructurales tridimensionales en un plano bidimensional al que se llama proyección estereográfica.
Esta red o plantilla se basa en una esfera que nos muestra la parte infeior o semiesfera (hemisferio inferior), proyectada sobre un plano bidimensional que sirven de referencia para
representar planos de fallas, discontinuidades, etc que luego de ello permitira su interepretación.
Representación gráfica 3D de una de una discontinuidad sobre una red estereográfica o falsilla de Wulff. (Modelo 3D: Geonstate, 2024)
Existen dos tipos de red estereográfica que son mas usados en geología estructural que son la red esterográfica meridional o red de Wulff que conserva ángulos y la red estereográfica de igual área o red de Schmidt. Para el uso manual y dibujo sobre el estereograma requiere de unos pasos sencillos tales como sobre poner un papel transparente sobre la plantilla en la cual se traza las lineas y una chincheta que atraviese el papel transparente y la falsilla, que servira como punto de giro. En la actualidad existen softwares computacionales de codigo libre y comerciales desarrollados para este fin.