FACULTAD DE INGENIERÍA


DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y GEOTÉCNIA
Programa de la Asignatura: GEOLOGÍA ESTRUCTURAL Clave: 0252 Núm. de créditos: 09 Carrera: ING.GEOLOGO, ING.GEOFISICO E ING. DE MINAS Y METALURGISTA Duración del curso: Semanas: 16 Horas: 72 Semestre: 6º,8º, 7º Horas a la semana: Teoría: 4.5 Obligatoria: SI Prácticas: Optativa: OBJETIVO DEL CURSO El alumno identificará las estructuras, describirá su orígen y analizará la evolución de las estructuras produ- cidas por procesos mecánicos, en la corteza terrestre. TEMAS Núm: Nombre: Horas I. INTRODUCCION A LA GEOLOGIA ESTRUCTURAL 2.5 II. IDENTIFICACION Y CLASIFICACION DE LAS ESTRUCTURAS 33.5 III. PRINCIPIOS DE MECANICA DEL MEDIO CONTINUO APLICADOS A LA GEOLOGIA ESTRUCTURAL 27.0 IV. PRINCIPIOS DE TECTONICA DE PLACAS APLICADOS A LA GEOLOGIA ESTRUCTURAL 9.0 72.0 ASIGNATURAS ANTECEDENTES : GEOLOGÍA GENERAL GEODINÁMICA INTERNA GEOMETRÍA DESCRIPTIVA TOPOGRAFÍA GENERAL Y PRÁCTICAS ASIGNATURAS CONSECUENTES : GEOMORFOLOGÍA FOTOGEOLOGÍA E INTERPRETACIÓN DE MAPAS GEOLÓGICOS YACIMIENTOS MINERALES (ING.MINAS Y METALURGISTA) ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS I. INTRODUCCION A LA GEOLOGIA ESTRUCTURAL ANTECEDENTES: Geodinámica Interna. Geología General OBJETIVO: El alumno conocerá en forma general, que es la Geología Estructural, cuál su importancia geológica y cuál es su papel en la tectónica global. CONTENIDO: I.1. Definición y objetivo de la Geología Estructural I.2. Definición de tectónica I.3. Importancia teórica y práctica de la Geología Estructural y la tectónica I.4. Relación con otras disciplinas de la Geología II. IDENTIFICACION Y CLASIFICACION DE ESTRUCTURAS ANTECEDENTES: Geología General Geodinámica Interna. Geometría Descriptiva. Topografía General y Prácticas. OBJETIVO: El alumno comprenderá los métodos para orientar un plano en el espacio. Analizará el concepto de estructura y la nomenclatura adecuada. CONTENIDO: II.1. Orientación o actitud de un plano, capa, o línea en el espacio, con relación a un marco de referencia. Ejercicios II.2. Definiciones de rumbo, echado verdadero y echado aparente para una capa o para un plano. Ejercicios II.3. Definición de dirección de inclinación y buzamiento para una línea. Definición de "Pitch" II.4. Símbolos utilizados en Geología estructural para representar la actitud de una capa, plano, o línea en un mapa geológico. Ejercicios II.5. Medición del rumbo y echado de una capa o plano, de la dirección de inclinación, buzamiento y "Pitch" de una línea utilizando la brújula ("Brunton"). Ejercicios II.6 Métodos gráficos para obtener echados verdaderos a partir de echados aparentes y viceversa. Ejercicios II.7. Planos y topografía. Expresión superficial de capas horizontales, verticales e inclinadas en diferentes tipos de topografía. Ejercicios II.8. Espesores y topografía. Cálculo del espesor verdadero y aparente de una capa en diferentes posiciones y en diferentes tipos de topografía. Mediciones directas e indirectas del espesor de una capa. Cálculo de la profundidad de una capa o plano inclinado. Ejercicios II.9. La regla de las "V´s". Ejercicios II.10. Cálculo del rumbo y echado verdadero de una capa o plano, a partir de un mapa geológico con curvas de nivel. Problema de los tres puntos. Ejercicios II.11. Predicción de patrones de afloramiento. Ejercicios II.12. Determinación de la base y la cima de los estratos utilizando estructuras primarias en rocas sedimen- tarias e ígneas. Ejercicios II.13. Descripción y clasificación de fracturas, juntas, diaclasas y fallas II.13.1. Definición de juntas y diaclasas II.13.2. Definición de falla. Clasificación y nomenclatura de fallas. Zona de falla, zona de cizalla,desplazamiento neto, a rumbo, o en dirección del echado. Estrías, escalones del plano de falla y materiales asociados al mismo (material cataclástico). Definición de fallas sintéticas, antitéticas y lístricas. Símbolos utilizados para re- presentar estas estructuras en mapas geo- lógicos. Ejercicios II.13.3. Conjuntos de estructuras planares. Definiciones de Horst, graben, autóctono, cabalgadura, sobrecorrimiento, napa, ventana tectónica, klippe, décollement, fallas de crecimiento. Símbolos utilizados para representar estas estructuras en mapas geológicos. Ejercicios II.14. Descripción y clasificación de pliegues II.14.1. Identificación de zonas de compresión y extensión cuando se pliega una o varias capas. Amplitud y longitud de onda de un pliegue. Deslizamiento interestratal clásico y anticlásico. Pliegues de arrastre. II.14.2. Definición de antiforma, sínforma, anticlinal y sinclinal. Determinación del eje, cresta, valle, charnela, superficie axial, nariz y puntos de inflexión de un pliegue. Símbolos utilizados para representar estas estructuras en mapas geológicos. Ejercicios II.14.3. Clasificación de pliegues según su ángulo interlimbos. Pliegues suaves, abiertos, cerrados, apretados, isocli- nales y "de hongo" II.4.4. Clasificación de pliegues según la geometría de sus crestas. Pliegues cilíndricos, chevrón, kink y "de caja" II.14.5. Clasificación de pliegues con base en el espesor de sus capas. Pliegues para- lelos, similares, armónicos y desarmónicos II.14.6. Clasificación de pliegues según el método de las isógonas II.14.7. Clasificación de pliegues según la orientación de su eje y la posición de la superficie (o plano) axial del mismo. Pliegue horizontal inclinado, buzante normal, buzante inclinado, vertical reclinado y recumbente II.14.8. Estructuras asociadas al plegamiento. Pliegues "S" y "Z". Conceptos de vergencia, boudinage, lineaciones minerales, estrías y familias de juntas. II.14.9. Pliegues superpuestos II.14.10. Diapirismo y estructuras asociadas II.15. Estructuras asociadas a rocas volcánicas. Cráteres, calderas y formas relacionadas. II.15.1. Estructuras asociadas a rocas intrusivas. Batolitos, lacolitos, lopolitos, diques y mantos. II.16. Discordancias e historia geológica de una región. Ejercicios II.16.1. Clases de discordancias. Discordancia angular, erosional y paralela. Deducción de la historia geológica de una región a partir de estructuras y discordancias. Ejercicios II.17. Construcción de secciones geológicas II.17.1. Importancia de las secciones en un mapa geológico II.17.2. Construcción de secciones geológicas. Proyección de echados verdaderos y aparentes en la sección. Los métodos de "Busk" (del arco) de dibujo a mano libre y combinación de ambos. Principios de las tectónicas de las secciones balan- ceadas. Ejercicios II.17.3. Mapas estructurales y tectónicas y bloques diagramáticos. Ejercicios II.18. Análisis estructural con la red estereográfica II.18.1. Tipos de redes estereográficas y los fundamentos de su construcción. Ejercicios II.18.2. Proyección de un plano por medio de un círculo primitivo o por medio de su polo. Proyección de una línea. Determinación de un echado aparente. Determinación de un "pitch". Intersección de planos. Ejercicios II.18.3. Diagramas "pi" (polo y beta). Determinación del eje de un pliegue y de su inclinación. Diagramas de contornos y su interpretación. Pliegues superpuestos. Ejercicios III. PRINCIPIOS DE MECANICA DEL MEDIO CONTINUO APLICADOS A GEOLOGIA ESTRUCTURAL ANTECEDENTES: Geodinámica Interna. Geología General OBJETIVO: El alumno comprenderá las causas mecánicas de la deformación de las rocas CONTENIDO: III.1. Esfuerzo III.1.1. Definición de esfuerzo. Cálculo de la presión litostática. Esfuerzo en un plano y sus unidades.Esfuerzo en un punto. Elipse y elipsoide de esfuerzo, sus ecua- ciones y su relación con los esfuerzos principales. Estados de esfuerzo (tria- xial, biaxial, uniaxial e hidrostático). III.1.2. Círculo de Mohr para esfuerzo. Ecuaciones y convenciones del círculo de Mohr para esfuerzo en dos y tres dimensiones. Ejercicios III.2. Deformación III.2.1. Definición de traslación, rotación, distorsión y dilación. Deformación homogénea y heterogénea. Medidas de la deformación: Cantidades que expresan cambios de longitud (elongación, estiramiento y elongación cuadrática) y cambios de relaciones angulares (ángulo de cizalla y deformación de cizalla). Deformación rotacional (cizalla simple) e irrotacional (cizalla pura). Elipses y elipsoide de deformación III.2.2. Deformación infinitesismal y finita. Superposición de las elipses de defor- mación infinitesismal y finita (defor- mación progresiva) II.2.3. Círculo de Mohr para deformación finita. Ecuaciones y convenciones del círculo de mohr para deformación finita en dos y tres dimensiones. Cálculo del porcentaje de acortamiento en un conjunto de pliegues. Ejercicios III.3. Relaciones esfuerzo-deformación III.3.1. Relación esfuerzo-deformación en cuerpos elásticos, viscosos plásticos y newtonianos III.3.2. Las rocas y su comportamiento mecánico. Desarrollo de fracturas y fallas. Criterios de ruptura.Orientación de los esfuerzos principales y las fracturas (o fallas) de cizalla y los pliegues en regiones deformadas por cizalla pura o simple. Ejercicios IV. PRINCIPIOS DE TECTONICA DE PLACAS APLICADOS A GEOLOGIA ESTRUCTURAL ANTECEDENTES: Geodinámica Interna. Geología General OBJETIVO: El alumno comprenderá cuál es el origen de las fuerzas que causan el fracturamiento y plegamiento de las rocas, así como el desarrollo de las cadenas montañosas en la corteza terrestre. CONTENIDO: IV.1. Origen de las fuerzas que causan deformación en la corteza terrestre. Ascenso y descenso de magma "más caliente" rodeado por magma "más frío". Definición de orogenia y tafrogenia IV.2. Límites de placas y estructuras características. Límites convergentes y cadenas montañosas asociadas. Límites divergentes y estructuras (grabenes y rifts) asociadas. Límites transformantes y zonas de defor- mación (cuencas "pull-apart", transtensión y trans- presión) asociadas IV.3. Estructuras en márgenes pasivas (tipo atlántico) y en arcos magmáticos IV.4. Cadenas montañosas producidas por deslizamientos gravitacionales TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION: Exposición oral (X) Exámenes parciales (X) Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X) Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X) Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X) Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( ) Lecturas obligatorias ( ) Otros: Trabajo de investigación (X) Prácticas de taller o laboratorio ( ) Prácticas de campo ( ) Otras: BIBLIOGRAFIA Texto Temas de la materia para los que se recomienda: HOBBS, B. E., MEANS, y WILLIAMS, P.F. II, III, y IV “ An Outline of Structural Geololgy” John Willey & Sons. E.E.U.U., (última edición) PADILLA y SANCHEZ, R.J., III “Apuntes de Geología Estructural” División de Estudios de Posgrado, Facultad de Ingeniería, UNAM , 1987 RAGAN, D.M. “Structural Geology, II y IV An Introduction to Geometrical Techniques” John Wiley & Sons, E.E.U.U., (última edición) DAVIS, G. Todos “Structural Geology” John Wiley & Sons E.E.U.U., 1987 MARSHAK, S. y MITRA G. Todos “Basic Methods of Structural Geology” Prentice Hall, New Jersey E.E.U.U., 1988 CONSULTA: RAMSAY, J.G. II y III Folding and Fracturing of Rocks Mc Graw Hill, E.E.U.U., (última edición) RAMSAY, J.G., y HUBER, M.I. III “The Techniques of Modern Structural Geology” Vol. 1, Strain Analysis: Academic Press E.E.U.U., 1983 RAMSAY, J.G., y Huber, M.I. II y III The Techniques of Modern Structural Geology, Vol. 2 Folds and Fractures: Academic Press E.E.U.U., 1987