CURSO DE GEOLOGIA PAR No. 1

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

CATEDRA DE GEOLOGÍA PARA INGENIEROS

JORGE CORRALES CELEDON – INGENIERO HIDROGEOLOGO

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GEOLOGÍA PARA INGENIEROS

INDICE

1. ROCAS Y SU FORMACION ............................................................................................................................ 2

1.1 CONCEPTOS Y DEFINICIONES ............................................................................................................................... 2 1.2 ORIGEN DEL UNIVERSO ......................................................................................................................................... 2 1.3 ESTRELLAS DEL UNIVERSO ................................................................................................................................... 2 1.4 EL SOL ................................................................................................................................................................... 3 1.5 ORIGEN DE LA TIERRA .......................................................................................................................................... 4 1.6 ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DEL GLOBO .......................................................................................................... 4

2. CLASIFICACION DE LAS ROCAS ......................................................................................................................... 7

2.1 ROCAS ÍGNEAS ...................................................................................................................................................... 7 2.1.1 Introducción ............................................................................................................................................... 7 2.1.2 Origen ........................................................................................................................................................... 7 2.1.3 Origen de los Magmas .......................................................................................................................... 9

2.2 ROCAS METAMÓRFICAS ...................................................................................................................................... 11 2.2.1 Introducción ............................................................................................................................................. 11 2.2.2 Origen ......................................................................................................................................................... 12 2.2.3 Clasificación ............................................................................................................................................. 13

2.3 ROCAS SEDIMENTARIAS ..................................................................................................................................... 14 2.3.1 Introducción ............................................................................................................................................. 14 2.3.2 Origen ......................................................................................................................................................... 14 2.3.3 Clasificación ............................................................................................................................................. 18

3. DERIVA CONTINENTAL ............................................................................................................................... 19

3.1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................................ 19 3.2 FOSAS DEL PACIFICO ............................................................................................................................................... 19

4. AGUAS SUBTERRANEAS ............................................................. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

4.1 MAGNITUD DE LOS RECURSOS HÍDRICOS ................................................. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 4.2 HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA (HIDROGEOLOGÍA) ...................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 4.2.1 Acuíferos ..................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido. 4.2.2 Propiedades de los acuíferos .............................................................. ¡Error! Marcador no definido. 4.2.3 Ley de Darcy ............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido. 4.2.4 Explotación de Acuíferos ...................................................................... ¡Error! Marcador no definido. 4.2.5 Gestión de Acuíferos .............................................................................. ¡Error! Marcador no definido. 4.2.6 Características del Acuífero ................................................................. ¡Error! Marcador no definido. 4.2.7 Conservación de Acuíferos .................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

4.3 VOCABULARIO DE HIDROGEOLOGÍA: .......................................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.




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1. ROCAS Y SU FORMACION

1.1 Conceptos y Definiciones

Mineral: Sustancia sólida inorgánica de origen natural que tiene una composición química determinada o varia entre unos márgenes estrechos. Roca: Agregado natural de uno o mas minerales.

1.2 Origen del universo

La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución. Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".

1.3 Estrellas del Universo

Las estrellas son masas de gases, principalmente hidrógeno y helio, que emiten luz. Se encuentran a temperaturas muy elevadas. En su interior hay reacciones nucleares. Vemos las estrellas, excepto el Sol, como puntos luminosos muy pequeños, y sólo de noche, porque están a enormes distancias de nosotros. Parecen estar fijas, manteniendo la misma posición relativa en los cielos año tras año. En realidad, las estrellas están en rápido movimiento, pero a distancias tan grandes que sus cambios de posición se perciben sólo a través de los siglos.

El número de estrellas observables a simple vista desde la Tierra se ha calculado en unas 8.000, la mitad en cada hemisferio. Durante la noche no se pueden ver más de 2.000 al mismo tiempo, el resto quedan ocultas por la neblina atmosférica, sobre todo cerca del horizonte, y la pálida luz del cielo.




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Los astrónomos han calculado que el número de estrellas de la Vía Láctea, la galaxia a la que pertenece el Sol, asciende a cientos de miles de millones. Como nuestro Sol, una estrella típica tiene una superficie visible llamada fotosfera, una atmósfera llena de gases calientes y, por encima de ellas, una corona más difusa y una corriente de partículas denominada viento estelar. Las áreas más frías de la fotosfera, que en el Sol se llaman manchas solares, probablemente se encuentren en otras estrellas comunes. Esto se ha podido comprobar en algunas grandes estrellas próximas mediante interferometría. La estructura interna de las estrellas no se puede observar de forma directa, pero hay estudios que indican corrientes de convección y una densidad y una temperatura que aumentan hasta alcanzar el núcleo, donde tienen lugar reacciones termonucleares. Las estrellas se componen sobre todo de hidrógeno y helio, con cantidad variable de elementos más pesados.

1.4 El Sol

Es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas son los únicos cuerpos del Universo que emiten luz. El Sol es también nuestra principal fuente de energía, que se manifiesta, sobre todo, en forma de luz y calor. El Sol contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor. El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para 5.000 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un trillón de años en enfriarse.

Datos básicos El Sol La Tierra Tamaño: radio ecuatorial 695.000 km. 6.378 km. Periodo de rotación sobre el eje de 25 a 36 días * 23,93 horas Masa comparada con la Tierra 332.830 1 Temperatura media superficial 6000 º C 15 º C Gravedad superficial en la fotosfera 27,4 m/s2 9,78 m/s2




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El periodo de rotación de la superficie del Sol va desde los 25 días en el ecuador hasta los 36 días cerca de los polos. Más adentro parece que todo gira cada 27 días. El Sol (todo el Sistema Solar) gira alrededor del centro de la Vía Láctea, nuestra galaxia. Da una vuelta cada 200 millones de años. Ahora se mueve hacia la constelación de Hércules a 19 Km./s.

1.5 Origen de la Tierra

Teoría de Buffon: Formación de los planetas como consecuencia de una colisión del sol con otras estrellas y de la agregación posterior de los fragmentos dispersos atrapados en órbitas solares. Kant y Laplace: El sol se condenso en el centro de un disco gaseoso en rotación y de cuyos anillos externos se condensaron los planetas. Maxwell: Demostró que si el Sistema Solar hubiera sido distribuido en forma gaseosa, la fuerza de gravedad no hubiese podido retener las partículas y los gases se perderían en el espacio por efecto de fuerza centrifuga

Urey: Encontró que el sol tenia una composición muy diferente de los planetas y que la mayor parte del gas primitivo debió haberse disipado en el espacio y condensado con una masa suficiente para retener minerales mas pesados y formar los planetas. En el proceso de unión de partículas mas pesadas se produjo procesos de fusión provocando elementos aun mas pesados, en el caso particular de la Tierra ha pasado de un estado liquido según se deduce por su estructura estratificada. Esta fusión es también consecuencia de la acumulación de calor producida por la desintegración de elementos radioactivos, cuya concentración en esta época era 15 veces mayor que ahora. La formación de la tierra data de unos 4.500.000.000, cifra que resulta de extrapolar la edad de las rocas mas antiguas de la superficie terrestre (3.500.000.000). cifra que coincide con la edad de solidificación de los meteoritos y las piedras lunares determinadas por métodos radioactivos.

1.6 Estructura y composición del globo

Introducción: Las ideas estructurales sobre la composición de la tierra y distribución de los materiales han sido establecidas como resultado de las investigaciones




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geológicas y geofísicas llevadas a cabo en este siglo. La profundidad total del globo es de 6.370 km.

Interior: Esta conformado por las mismas sustancias que constituyen los meteoritos, o sea una fase metálica de hierro, una fase silicática y una fase de sulfuro de hierro. Estas fases están distribuidas en tres capas principales: núcleo, manto y corteza. Núcleo: Es la fase metálica cuyo diámetro es de 3.470 Km y se separa del manto por una discordancia de primer orden (así llamada por le salto que se produce en las velocidades de las ondas sísmicas longitudinales P que pasan de 13.7 a 8 km./s) los sulfuros están diseminados a ambos lados de la discontinuidad. La materia del núcleo se halla en estado de fusión debido a las condiciones de presión y temperatura. A 1300 km. del centro hay otro

salto en las velocidades que indica un cambio de fase. Las temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los 6.650 °C y su densidad media es de 13. El núcleo interno irradia continuamente un calor intenso hacia afuera, a través de las diversas capas concéntricas que forman la porción sólida del planeta. La fuente de este calor es la energía liberada por la desintegración del uranio y otros elementos radiactivos. Las corrientes de convección dentro del manto trasladan la mayor parte de la energía térmica de la Tierra hasta la superficie Manto: Material sólido formado principalmente por silicatos de hierro y magnesio, se extienden desde la base de la corteza hasta 2.900 kilómetros a 1000 km. de profundidad existe una discontinuidad de segundo orden lo que divide esta capa en manto superior y manto inferior que muestra indicios de corriente convectivas al interior de la masa con velocidades de 1 cm /año. El manto superior se compone de hierro y silicatos de magnesio como el olivino y el inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio. Corteza: es una capa muy delgada y esta separada del manto por la discontinuidad de mohorovicic, cuya profundidad promedio es de 30 km. debajo de los continentes y 5 a 10 km debajo de los fondos oceánicos. Esta capa alcanza los 60 km. por debajo de las cadenas montañosas recientes (Andes, Alpes, Sierra Nevada). La corteza esta compuesta en su parte inferior de silicatos (olivino y piroxenos) y una zona superior de composición granítica (Feldespato, Cuarzo, Micas) y finalmente una película de material sedimentario que cubre gran parte de la superficie terrestre. Se extiende hasta los 100 km de profundidad. Las rocas de la litosfera tienen una densidad media de 2,7 veces la del agua y se componen casi por completo de 11




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elementos, que juntos forman el 99,5% de su masa. El más abundante es el oxígeno, seguido por el silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio, magnesio, titanio, hidrógeno y fósforo. Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades menores del 0,1: carbono, manganeso, azufre, bario, cloro, cromo, flúor, circonio, níquel, estroncio y vanadio. Los elementos están presentes en la litosfera casi por completo en forma de compuestos más que en su estado libre. La corteza se dividen en unas doce placas tectónicas rígidas que flotan sobre rocas plásticas y parcialmente fundidas de la astenosfera, de 100 km de grosor, permiten a los continentes trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse. Entre la discontinuidad de Mohorovicic (D.M.) y la discordancia de segundo orden de los 1000 km de profundidad, se inicia gran parte de los procesos geológicos que se desarrollan en la corteza. No obstante la D.M. a pesar de ser un cambio importante en la composición del interior de la tierra y ser considerada el limite de la corteza, según observaciones realizadas por Gutenberg a unos 100 km de la superficie hay una disminución de la velocidad de las ondas sísmicas que se interpreta como una zona de fusión parcial del manto; a consecuencia de esto algunos autores definen esta zona como el limite de la litosfera y mencionan que la parte del manto que esta en contacto con la D.M. participa en los procesos tectónicos, magnéticos y metamórficos propios de la corteza.




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2. CLASIFICACION DE LAS ROCAS

2.1 Rocas Ígneas

2.1.1 Introducción

Aproximadamente el 65 % de la corteza terrestre son rocas ígneas (ignis = fuego), formadas principalmente por consolidación de silicatos fundidos o magmas.

2.1.2 Origen

Los magmas, formados a distintos niveles de la litosfera, tienden a ascender por diferencia de densidades y según la profundidad a que se consoliden formaran rocas

plutónicas (profundas), hipobisales (Intermedias) o volcánicas o efusivas (superficiales). Estas tres clases se diferencian principalmente por el tamaño de sus cristales (grano), el cual es de menor tamaño a medida que es mas superficial, sin embargo el grano de la roca también depende de la composición química del magma. El magma es una mezcla silicática cuyo principal componente es el sílice

(entre el 45 – 75 %) y la alúmina (15 % aprox.) y una proporción variable de cationes de hierro, magnesio, calcio y alcalis. La formación de las rocas ígneas, bien sea por




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consolidación de magmas diferenciados mineralógicamente o por diminución en las condiciones de presión y temperatura a los distintos niveles de la corteza terrestre, obedecen siempre a las mismas leyes fisicoquímicas; ya que la fusión es el fenómeno inverso a la consolidación y de esta manera la ultima fracción de liquido a cristalizar será idéntica a la primera fracción de liquido por fusión. Normalmente los magmas mas básicos (cálcicos y magnésicos) consolidan primero que los magmas ácidos (ricos en sodio y silice). Según esta afirmación se puede diferenciar los magmas con base en su composición y los minerales que lo forman: La roca plutónica mas común es el granito que aflora sobretodo en los núcleos o escudos continentales y en las cordilleras marginales y la roca volcánica mas abundante es al basalto, que en forma de coladas de lava, cubre extensas áreas principalmente en las plataformas periféricas de los escudos. La explicación del porque estas rocas son mas abundantes siendo de composición distinta radica en su génesis de formación debido a que los granitos se consolidan en ambiente plutónico siendo los últimos en consolidarse, mientras los basaltos provienen del manto ascendiendo por rupturas que atraviesan la corteza en zonas no orogénicas y en donde la corteza es comparativamente delgada. La diferenciación de los magmas no solo se produce por mezcla con las rocas

circundantes, sino también por cristalización fraccionada del magma en sus primeras fases que consiste en empobrecimiento de liquido en ciertos elementos y enriquecimiento en otros. Esto lo explica la teoría de Bowen (1928) y se funda en que los principales minerales que precipitan en un magma de composición basáltica son pobres en silicio, álcalis y e hidrogeno y más ricos en magnesio, hierro y calcio, lo cual produce en el magma a medida que progresa la cristalización un incremento en los primeros y una disminución en los segundos. Al cambiar la composición del magma cambia también los minerales que de él se forman, lo que se expresa en las llamadas series de reacción:

En este proceso hay dos series que cristalizan paralelas, una correspondiente a los minerales llamados máficos (ricos en Mg y Fe, de color oscuro) llamada discontinua debido al cambio brusco de minerales en su composición y estructura cristalina y otros de color claro llamado plagioclasa (ricos en Ca y Na) denominada continua debido a que el cambio de fase ocurre de forma gradual manteniendo la misma estructura cristalina.




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Uno de los factores importantes que rigen la aparición o no de los minerales es el grado de fraccionamiento si este es nulo los minerales formados quedan en contacto con la fracción liquida y en equilibrio formara de este magma basáltico será una única roca compuesta por plagiolasa cálcica, piroxeno y posiblemente olivino. Si el fraccionamiento es grande se formara una sucesión de rocas con composición cada vez más ácida que eventualmente formara un liquido residual de composición granítica con cristales de cuarzo, feldespato sódico, feldespato potásico y micas. La composición típica promedio de las ricas ígneas las dividen según su relación catión/anión, con base en esta relación los basaltos y gabros sean considerado como básicos y el granito y las riolitas cuya relación catión/anión es menor sean consideradas como ácidas, así mismo las dacitas (tonalitas) y dioritas (andesita) son consideradas químicamente como intermedias.

2.1.3 Origen de los Magmas

Las rocas ígneas que afloran en la superficie terrestre han sido formadas en las distintas épocas de la tierra desde que se consolido la corteza, aun así las rocas ígneas más antiguas se encuentran en las rocas sedimentarias con edades de 2.7 mil millones de años. Entre los magmas basálticos y graníticos hay una diferencia hay una diferencia fundamental debido a su formación ya que los primero procede de los niveles infracorticales o inclusive del manto superior y los líquidos graníticos se forman a niveles mas altos dentro de la capa granítica continental y en parte de sedimentos hundidos en la corteza en cadena de plegamiento. Ambos son considerados magmas primarios.

En cuanto a las rocas intermedias se forman por la cristalización fraccionada del magma basáltico o por acidificación de estos magmas como resultado de la incorporación y asimilación de la roca supracortical o ambos mecanismos combinados. Pegmatitas: En las etapas finales de la diferenciación los magmas de composición

granítica forma un liquido residual rico en sílice, álcalis y volátiles, pobre el magnesio, hierro y calcio, denominado magma pegmatítico, que cristaliza a temperaturas de 500 a 600 inferior granito. Las pegmaitas consolidan en las fisuras del batolito o de la roca encajante formando filones de pegmatita.




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Pneumatilitos gas: Son soluciones acuosas pobres en silicatos que están presumiblemente en estado gaseoso a temperaturas entre 400 y 500 ºC, que permite su fusión dentro de las rocas produciéndose reacciones entre el mal material intruido y el material encajante, los cambios producidos durante este proceso se llama metasomatismo. Soluciones Hidrotermales: Los líquidos hidrotermales que se escapa magma consolidado tienen una temperatura de 700 a 800 º C. Esta compuesto principalmente de agua con un contenido alto en cloruros y CO2. Se forma a profundidades entre los 5 o 6 km. con presiones de mas de 2000 bar, su composición puede ser ácido a básica y arrastra minerales en solución (Mn, Co, Fe, Ni, Sn, Zn, C, Pb, Hg, etc.) La capacidad de transporte de las soluciones hidrotermales explica las concentraciones de algunos yacimientos minerales en la corteza terrestre como por ejemplo los yacimientos de Plomo (PbS: Galena) y cobre (FeCuS2:Calcopirita) asociados a sulfuros. Tipos de Volcanes Según su Forma Volcanes de Escudo: Se forman en lugares donde la lava es expulsada de forma fluida. Su base es muy amplia con pendiente suave, resultado de diferentes coladas y magazas poco viscosos. Volcanes de Conos de Ceniza: Se forman en lugares donde las erupciones son de tipo explosivo con abundancia de materiales piroclásticos (cenizas, lapilli, etc...).

Volcanes compuestos o estratovolcán: es de tipo cónico y de gran altura, compuesto por múltiples capas de lava endurecida, piroclastos alternantes (surgidos por una alternancia de épocas de actividad explosiva y de corrientes de lava fluida) y cenizas volcánicas. Erupciones Fisúrales: Son las que se originan a lo largo de una rotura de la corteza terrestre y que pueden medir varios kilómetros. Las lavas que fluyen a lo largo de la rotura son fluidas y recorren grandes




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extensiones formando amplias mesetas con un kilómetro a más de espesor y miles de kilómetros cuadrados de superficie. Clasificación de las rocas ígneas Las principales rocas ígneas abarcan una gama de composición, siendo la mas importantes entre las rocas plutónicas: granito, diorita y grabo y sus correspondiente volcánicas: riolita, dacita, andesita y basalto.

------------------------ Si + Na + K ---------------------�� ←←←←---------------------- Mg + Ca + Fe ----------------------

Ultrabásica Básica Intermedia Acidas Alcalinas

Composición Textura

Olivino Piroxeno Horblenda

Plagioclas Ca (Na)

Plagioclasa NaCa

Ortoclasa Plagioclasa Na(Ca)

Ortoclas Nefelina (Leucita) Horblenda

Na Efusivas

Volcánicas

-

Basalto

Andesita

Riolita (Liparita)

Fonolito

Basalto nefelinico Basalto Leucitico

Basanita

Int ru

Hipoabisales

Picrita

Diabasa

Pórfiro

andesitico Pórfiro Dioritico

Pórfiro riolitico Pórfiro granitico

Pórfiro

Dolerita nefelínica

siva

Plutónicas

Dunita Peridotita Horblenda

Gabro Norita

Diorita

Granito

Sienita nefelínica

Essexita Theralita

2.2 Rocas Metamórficas

2.2.1 Introducción

Son aquellas que proceden de la transformación de rocas preexistentes por cambios en la presión y/o temperatura por acción principalmente de acenso de fluidos procedentes del manto.




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2.2.2 Origen La mayoría de los cambios metamórficos ocurren en estado sólido cuando la roca esta caliente, bajo la gran presión y penetrada por gases y roca derretida; lo que produce aumento en el tamaño del grano y/o la formación de nuevos minerales.

Algunos cambios en la roca producto del metamorfismo son solamente físicos el cual puede ser una nueva disposición o composición de los granos, por lo tanto el origen de una roca metamórfica supone una respuesta de los minerales a las nuevas condiciones ambientales dando como resultado la neoformación de minerales, la orientación de granos y deformaciones mecánicas. Se considera que el metamorfismo se inicia a temperaturas de 250 a 300 ºC

que corresponde a profundidades entre los 8 y 10 km. En rocas sedimentarias el proceso se inicia con la deshidratación de las rocas arcillosas y su compactación y la formación de hidrosilicatos en materiales arenosos. Las causas que producen el metamorfismo son cambios importantes en presión y temperatura, como factor físico predominante se puede tener varios tipos de metamorfismo Metamorfismo de carga: Conjunto de cambios estructurales y mineralógicos que provoca la presión, debida exclusivamente al peso de minerales sedimentarios que descansa sobre una roca determinada. Este tipo de metamorfismo no tiene ningún tipo de relación con los procesos orogénicos. Metamorfismo de contacto o térmico: Este tipo de metamorfismo esta caracterizado por el aumento importante en la temperatura sin que la presión varíe significativamente. Esta ligado con la presencia de intrusiones magmáticas que son las responsables de la variación térmica. En este tipo de metamorfismo es común observar la aparición de una aureola de metamorfismo en el punto de contacto entre el intrusivo y la roca parental.




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Metamorfismo Dinámico: Este tipo de metamorfismo se caracteriza por el aumento importante de presión (orientada) sin que se presente cambios importantes en la temperatura. El metamorfismo dinámico presenta principalmente cambios estructurales mas que mineralógicos y es responsable de la esquistocidad de las rocas y esta relacionada a zona de falla. Metamorfismo regional: Tipo de metamorfismo producido por aumento importante de temperatura y presión. Este metamorfismo esta ligado a los geosinclinales que evolucionan hasta formar cordilleras montañosas.

2.2.3 Clasificación

Según la roca de origen se puede añadir a la roca metamórfica el prefijo: Para: para las rocas de origen sedimentario Orto: para las rocas de origen Ígneo Poli: para las rocas de origen Metamórfico Las rocas metamórficas se pueden dividir según el grado del cambio ocurrido por efectos de la presión y la temperatura: Una lutita puede pasar a una pizarra (metamorfismo de bajo grado), esquisto de grado medio bajo (cericítico, clorítico, tremolíticos, verdes y micaceo), Micasitas, gneis (anfibolítico: dioritas y granodioritas) (moscobitico) (globular: porfido) (grado alto) (con feldespato, granate y piroxeno) Dinámico Dinamotérmico (regional) Térmico (Contacto)

Material Original

Rocas ígneas Lutitas (Limolitas)

Grauvaca Cuarcita Caliza Lutita (Limolita)

Grado de Metamor-

Brecha tectónica

Ultramilonita

Pizarra Filita

Micasita Gneis

Granulita

Metagrauvaca

Gneis

Granulita

Metacuarzita Caliza cristalina (Mármol)

Hornfels




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↓ fismo

2.3 Rocas Sedimentarias

2.3.1 Introducción

Rocas secundarias que se forman a partir de otras rocas que se encuentran en contacto con la superficie terrestre y son el producto de la atmósfera y la hidrosfera sobre estas.

2.3.2 Origen La transformación de las rocas preexistentes al igual que las rocas metamórficas es una respuesta a las nuevas características ambientales (presión temperatura, humedad), distintas las que rodearon a la roca primitiva.

Los agentes geológicos externos tienden a destruir las zonas prominentes de la tierra y trasladar estos materiales a las zonas deprimidas llamadas cuencas sedimentarias.

Los parámetros Ph y Eh son mas variables y ejercen mas influencia en los procesos sedimentarios que en los ígneos y metamórficos. El conjunto de procesos que permite la formación de las rocas sedimentarias constituye el ciclo sedimentario que consta de las siguientes etapas:

2.3.2.1 Meteorización

Es el conjunto de procesos externos que provocan la alteración de las rocas superficiales, produce la descomposición química total o parcial de los minerales lo cual produce diminución en la ligación de estos. La meteorización puede ser Mecánica o física, química y biológica. Desde el punto de vista geoquímica los cambios experimentados en esta fase son los más importantes, estos cambios son generalmente exotérmicos pues liberan parte de la energía interna acumulada en los retículos cristalinos durante su formación a altas temperaturas magmáticas o metamórficas; para formar nuevos minerales en equilibrio con las temperaturas de la superficie terrestre. En conclusión se trata de un ajuste a las nuevas condiciones termodinámicas caracterizadas por baja presión y bajas temperaturas.




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Las rocas expuestas a la meteorización no están en equilibrio con el medio ambiente, pero debido a su baja velocidad de transformación se encuentra en equilibrio metaestable por tiempo indefinido, al menos que ciertos factores aceleren la reacción. Meteorización Mecanica: se puede producir por distintos tipos: Gelivación: Proceso en el cual el agua rellena las grietas de la roca y que por un descenso en la temperatura (0 ºC) esta se congela, lo cual produce un aumento de volumen en un 9% y hace que el hielo actúe como una cuña que termina fracturando la

roca. Temperatura: Los cambios bruscos en la temperatura que en algunas regiones pueden ser del rango del 50 % en relativamente poco tiempo como sucede en los desiertos, tienden a dilatar la roca al canlentarse y se en cogen a

enfriarse y debido a que no toda la masa se enfría y se calienta a la vez este proceso termina por fracturar la roca. Descompresión: Se produce al separar la roca de los materiales que lo rodean, lo cual puede provocar rupturas violentas en la roca (en túneles). Meteorización Química: se divide según el agente responsable y se denomina así: Disolución: Se produce debido a la presencia en la roca de materiales solubles en agua (halita, silvina, carnalita, yeso, etc.). Oxidación: Se produce al reaccionar ciertos componentes de la roca con el oxigeno los cuales finalmente se transforman lo que provoca disgregación en la roca, este proceso afecta sobre todo a los compuestos de hierro. Carbonatación: Se produce cuando el CO2 atmosférico reacciona con el agua para formar el ácido H2CO3, este ácido a su vez reacciona con el carbonato cálcico de las rocas calcáreas y provoca que es se vuelva algo soluble en agua que finalmente produce, desaparición paulatina de la roca.




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Hidrólisis y Hidratación: Este proceso se produce cuando el agua reacciona (OH) con algunos minerales de la roca transformándolos en otro lo cual termina disgregándola. La hidrólisis afecta principalmente a los silicatos como por ejemplo la ortosa se transforma en caolín. Reducción: Este proceso se produce cuando algunos de los minerales de la roca sufre una reducción química que los modifica produciendo una alteración en la roca. Meteorización biológica: se debe a la acción de los seres vivos, puede ser: Física: se produce por aumento en la presión que provoca las raíces de los vegetales capaces de fragmentar la roca. Química: Producido por sustancias (Humus) generalmente de tipo ácido segregado por algunos seres vivos que corroen lentamente la roca. El hombre esta incluido en este tipo de meteorización.

2.3.2.2 Transporte:

Etapa del ciclo sedimentario por la cual los fragmentos de roca son acarreados por los agentes externos (viento, agua, hielo) para posteriormente ser depositados. Existen dos tipos de detritos el RESIDUAL, constituido por fragmentos de roca y minerales no muy modificado y el

HIDROLITICO compuestos por silicatos hidratados (arcillas). Durante el transporte tiene lugar una modificación del material transportado. La energía que posibilita el transporte procede del sol o de la gravedad. El transporte se puede verificar por los siguientes sistemas: en disolución, en suspención, por flotación, por arrastre, por saltación, por rodadura, etc.

2.3.2.3 Sedimentación:

Etapa del ciclo geológico externo en el cual los materiales transportados por un agente externo son depositados. En la cuenca sedimentaria se depositan los materiales sedimentarios en capas horizontales y paralelas denominadas estratos, que se pueden inclinar, plegar o fracturar por acción de las fuerzas de la geodinámica interna.




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En el proceso de transporte se produce separación de los minerales normalmente los materiales más gruesos son arrastrados a menor distancia que los hidratados insolubles y sales solubles. Las sales es lo ultimo en depositarse; en los carbonatos ocurre por cambios en el pH, las otras sales precipitan cuando hay una reducción drástica en el solvente. La diferenciación sedimentaria produce los siguientes derivados. Resistados: Cuarzo y otros minerales resistentes Hidrolizados: arcillas y minerales análogos Oxidatos: hidróxido de hierro y de magnesio Carbonatos: CaCO3, CaMgCO3 (dolomita) Evaporados: NaCl, CaCO4, CaCO4.2H2O Reduzados: Pirita, azufre, carbón y petróleo El conjunto de factores físicos y químicos que intervienen en la sedimentación en una cuenca se define como ambiente sedimentario, estos factores pueden ser internos (potencial iónicos de los cationes en solución) o externos (acidez o basicidad del medio y su potencial de oxidación)

2.3.2.4 Diagenesis:

Ciclo final sedimentario en la cual una vez depositados los sedimentos sufren alteraciones físicas y químicas que provoca generalmente su compactación. Los procesos que determinan la diagénesis son:




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Deshidratación: Perdida de agua original de los sedimentos y afecta principalmente a las arcillas limos. Otros minerales comunes son el hidroxido de hierro y la sílice las cuales son producto de la hidrólisis de los silicatos. Cementación: producido principalmente por el CaCO3 que precipita de las aguas que circulan por los poros de las rocas clásticas (arenas, limos y gravas). Cambio de presión y temperatura: Es común en el proceso de diagénesis un carácter reductor como se observa en la bituminización de la materia orgánica ya que en medios oxidantes tienden a descomponerse sin dejar residuo. Recristalizaciones: Crecimiento de nuevos cristales en condiciones ambientales distintas a las originales los cuales finalmente cementan las granos mas grandes. Metasomatismo: Reacción química que supone el reemplazamiento de un mineral por otro diferente, como por ejemplo la dolomitación..

2.3.3 Clasificación

Rocas Sedimentarias

Piroclasticas Clástica o Dedriticas Químicas Orgánicas Inconsolidados Consolidados Precipitados Evaporados Reduzados Esqueletales Aglomerado volcánico Brecha

Volcánica Toba

(Aglomerado) Grava Arena Limo Arcilla

(Aglomerado) Conglomerados

Arenisca Limolita

Lutita (arcillolita)

Caliza (Dolomita)

Fosforita

Chert

Yeso (Anhidrita)

Sal

Carbón (Turba) Petróleo (Asfaltos)

Coquina

Diatomita

Radiolarita




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3. DERIVA CONTINENTAL

3.1 Introducción

Los primeros cartógrafos desde hace cuatro siglos señalaron la similitud entre las costas opuestas de América del sur y África, en 1958 el francés A. Snider expuso con claridad de que los continentes en otros tiempos habían estado ajustados unos a otros formando un supercontinente y desde entonces se habían estado separando; situación que se ha verificado analizando los restos fósiles de capas antiguas en ambos continentes

3.2 Fosas del pacifico

Por medio de ecosondas se ha podido verificar que en la cuenca central del pacifica se encuentran profundidades por encima de los 10 Km y longitudes superiores a los 3.200 m. siendo la mas conocida la fosa de Tonga-Karmadec la cual alcanza 10.700 metros y estas fosas son paralelas alas cordilleras y archipiélagos de las costas continentales encontrándose desniveles de 12.200 metros.

La zona de las fosas es la región de nuestro planeta que presenta la actividad física mas intensa, casi todos los terremotos mas importantes, especialmente los originados a gran profundidad, tienen lugar en esta zona y están relacionados con la gran actividad volcánica producida por el aumento de temperatura originadas en el epicentro de los terremotos. Otro de los fenómenos asociados a las fosas es la diferencia graviméntrica en relación con los continentes en donde se determina una gran anomalía produciendo valores menores a los esperados, relacionados con los esfuerzos que impulsan a la corteza hacia abajo. En otros lugares a pesar de que el volumen de roca es mayor en los continentes que en los océanos la fuerza gravitacional producida es igual, lo que hace pensar que los continentes flotan sobre un medio más denso. Este fenómeno se conoce con el nombre de “Equilibrio Isostatico”. La formación de las fosas obedece al flujo térmico que existe en la corteza terrestre producido por la desintegración de los elementos radiactivos, por equilibrio térmico existen regiones de flujos ascendentes y en otras regiones se producen desplazamientos descendentes, estos movimientos son denominados flujos térmicos. Así las rocas relativamente frías pueden estar descendiendo lentamente bajo las fosas y arrastrando la corteza junto con él.




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3.3. Origen de los Continentes

Los continentes y las cuencas oceánicas están constituidos por distintos materiales los continentes están formados básicamente por silicatos de aluminio (generalmente granitos) y las placas oceánicas por silicatos de magnesio (generalmente basaltos) las cuales son mas densas y oscuras.

Con respecto a la formación de los continentes la teoría mas aceptada menciona que al principio la corteza se sumergía en el océano, los compuestos mas volátiles de la roca fluida se concentraron en las elevaciones primitivas que fueron depositándose en forma de sedimento en los bordes de las tierras emergidas formando las penillanuras.

Algunas zonas de la corteza terrestre no son oceánicas ni continentales, estas son los archipiélagos insulares, las cuales tienen carácter continental en algunas áreas y carácter oceánico en otras lo queda a entender que dichas formaciones son continentes embrionarios.

3.4. Deriva Continental

La teoría tradicional sobre una tierra rígida sostiene que esta, en un principio caliente, esta hora enfriándose produciendo en el proceso fuerzas de compresión o contracción que a intervalos hacen surgir montañas a lo largo de las débiles márgenes continentales o en las profundas cuencas llenas de sedimentos. La teoría de la deriva continental Plantea la idea de que la tierra es ligeramente plástica con placas sólidas derivando lentamente sobre la superficie, fracturándose y reuniéndose y quizás creciendo durante el proceso. Una de las principales evidencias es la distribución de seres vivos primitivos que requerirían de puentes intercontinentales a través de los océanos, cuyo origen y desaparición serian difíciles de explicar o bien una disposición diferente de los continentes. Otra evidencia de esta teoría la a proporcionado la medición de la desintegración de isótopos radiactivos que demuestran que los continentes están zonificados y han crecido a través de las eras geológicas; adicionalmente se encontró que la desintegración del uranio, el torio y un isótopo del potasio, generan gran cantidad de calor principalmente al interior de la tierra.




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Por ultimo las mediciones graviméntricas tomadas en distintos puntos de la tierra (Continentes, cuencas Oceánicas, fosas, cordilleras, volcanes, etc.) muestran una tendencia a lograr un equilibrio entre unos y otros. Mediciones mas locales muestras que la causa de que algunos accidentes permanezcan mas alto que otros, se debe a que tiene raíces mas profundas, Según esto los continentes parecen flotar como grandes témpanos de hielo. 3.5. Gondwana y Pangea

Según estas teorías se acepta la formación de un supercontinente llamado Pangea en el Mesozoico (hace 200.000.000) y que según el actual sistema de corrientes de conversión, un poco antes del comienzo del Cretácico (120.000.000) el gran continente desarrollo un rift que se abrió para formar el actual océano Atlántico. El rift se extendió mas ampliamente en el sur, con el resultado de que los continentes han debido girar alrededor de un vértice cercano a las islas de Nueva Siberia (concuerda con la formación del macizo siberiano).

Hacia el sur una continuación del rift separo África de Antártida y se extendio diagonalmente hacia el océano índigo habriendo el rift nor este. Africa y la India se movieron hacia el norte desde las todavía intactas de Australia y Antártida.

3.6. Tectónica de Placas

Con base es la teoría de la deriva continental se concluye que la corteza terrestre flota sobre al manto y que se puede diferenciar sobre la litosfera seis grandes placas o laminas mas externas los cuales no son cuerpos rígidos sino que también se encuentran en constante movimiento relativo. Los limites entre las placas pueden ser de tres tipos:

Cordilleras axiales: en las cuales las placas divergen una de otra y se genera un nuevo continente. Fallas de Transformación: en las cuales las placas se deslizan una respecto a otra Zonas de subducción: en donde las placas convergen y una de ellas se sumerge bajo el borde delantero de su adyacente.




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La mayor parte de los terremotos tienen lugar en estrechas zonas que se unan y forman una malla continua que limita regiones en las que la actividad sísmica es poco activa, estas áreas sísmicas marcan los limites entre las placas. Esta red sísmica esta asociada con una variedad de rasgos característicos, tales como zonas de rift, cordilleras oceánicas, cadenas orogénicas, cadenas volcánicas y las profundas fosas oceánicas del Pacifico.

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