Especialidad en Geología Estructural

Especialidad en Geología Estructural

Geología estructural

La geología estructural es la rama de la geología que se dedica a aprender la corteza terrestre, sus construcciones y su interacción en las piedras que las tienen dentro.

Estudia la geometría de las formaciones rocosas y la postura en que aparecen en área. Interpreta y entiende la conducta de la corteza terrestre frente a los esfuerzos tectónicos y su interacción espacial, determinando la deformación que se crea, y la geometría subsuperficial de estas construcciones.

Deformación

Cambio en forma, tamaño y ubicación de una roca a causa de la presión aplicada en ella.

Deformación es un término general que se emplea para referirse a cambios en la forma y/o volumen que pueden experimentar las rocas. Como resultado del esfuerzo aplicado, una roca puede fracturarse o deformarse formando un plegamiento. La deformación se produce cuando la intensidad del esfuerzo es mayor que la resistencia interna de la roca.

Las rocas pueden deformarse de tres maneras:

• Elástico: El cuerpo de roca se deforma cuando se lo somete a un esfuerzo, pero vuelve a su posición original cuando este cesa.

Si supera el límite de elasticidad, la roca puede presentar deformación permanente:

• Frágil: El cuerpo de roca se deforma observándose a simple vista fracturas en la roca.
• Dúctil: El cuerpo rocoso se deforma sin que se aprecien a simple vista fracturas del bloque de roca.

No existe un límite neto entre la deformación frágil y manejable, sino más bien una región de transición. Principalmente, coincide con la escala de observación, encontrándose deformaciones frágiles, a escala regional, y dúctiles, a escala local, aun cuando es una regla que no se puede generalizar. 

Las fuerzas que generan deformación en la corteza son: verticales (producidas tanto por gravedad como por material ascendente del manto) y tangenciales (producto del desplazamiento y acomodación de esfuerzos en los bordes de las placas tectónicas).

Las condiciones y ambientes de deformación de las piedras resultan muy diferentes, debido a que tienen la posibilidad de hallarse a partir de niveles bastante superficiales hasta los 40 kilómetros de hondura. Principalmente, las condiciones de presión y de temperatura bajo las que se desarrollan son de hasta bastante más de 10 kilobares y bastante más de 1.000 °C. Para lograr interpretar las condiciones de formación de cada composición, es indispensable asociarla a un grado estructural.

Estructuras

Ejemplos de construcciones geológicas son:

• Fallas geológicas, son fracturas que separan bloques con desplazamiento relativo entre ellos. Según este desplazamiento se ordenan genéticamente como:
• Fallas de salto en dirección o de desgarre: son generalmente sub-verticales, y separan bloques que se desplazan lateralmente. Según sea el sentido relativo de movimiento se parten en dextrosas (el bloque se mueve hacia la derecha) o sinestrosas (el bloque se mueve hacia la izquierda), tomando como criterio el bloque del observador y deslizando el opuesto. Además, son conocidos como fallas transcurrentes, empero este término se utiliza una vez que la fracasa tiene escala regional.
• Fallas de salto en buzamiento: separan bloques que se desplazan verticalmente. En las fallas de salto en buzamiento tenemos la posibilidad de descubrir, fallas tradicionales o directas una vez que el bloque preeminente se mueve hacia debajo. Son fallas principalmente similares a expansión. Y fallas inversas una vez que el bloque preeminente se mueve hacia arriba. A la inversa que las anteriores se asocian a compresión, con el consiguiente acortamiento del sistema. A las fallas inversas de bajo ángulo se les llama además cabalgamiento.
• Fallas oblicuas en las que existe una elemento de salto en dirección y otra de salto en buzamiento.
• Diaclasas: Son fracturas sin movimiento transversal detectable. Son las fracturas más comunes en las piedras. Poseen expansión de milímetros hasta pocos metros. Varias diaclasas presentan un relleno (secundario) de calcita, cuarzo, yeso u otros minerales. La primordial diferencia con las fallas radica en el movimiento transversal relativo entre los muros de esta. Tienen la posibilidad de producirse por esfuerzos tectónicos, descompresión o por contracción de la piedra por enfriamiento, deshidratación o recristalización.
• Pliegues: Son construcciones de deformación producto principalmente de esfuerzos compresivos. Se generan una vez que las piedras se pliegan en condiciones de presión y temperatura altas, lo cual les confiere la ductilidad esencial para que se generen los pliegues.
• Foliaciones: Construcciones planares formadas por la alineación de minerales en planos preferenciales por medio de la piedra. Se generan a altas presiones y temperaturas y gases.

Tipos de esfuerzos

Una vez que se habla de esfuerzos se refiere a la fuerza aplicada a un área definida de piedra.

La unidad de medida más popular es el kg por centímetro cuadrado (kg/cm²). En la naturaleza, conforme con la dirección de las fuerzas aplicadas, el esfuerzo puede reconocerse en 3 variedades; la compresión, la tensión y la cizalla.

• Compresión. Esfuerzo al que son sometidas las piedras una vez que se comprimen por fuerzas dirigidas unas contra otras durante una misma línea. Una vez que los materiales se someten a esta clase de esfuerzos, tienden a acortarse en la dirección del esfuerzo por medio de la formación de pliegues o fallas según que su comportamiento sea moldeable o frágil.
• Tensión. Resultado de las fuerzas que trabajan durante la misma línea, empero en dirección opuesta. Esta clase de esfuerzo actúa alargando o separando las piedras.
• Cizalla. Esfuerzo en el que las fuerzas trabajan en paralelo, empero en direcciones opuestas, lo cual da como consecuencia una deformación por movimiento durante planos poco espaciados.

Niveles estructurales

Se entiende por grado estructural todas las piezas de la corteza en que los mecanismos dominantes de la deformación están equivalentes.

El concepto «nivel» se refiere a los diferentes dominios, que principalmente permanecen superpuestos entre sí.

Si consideramos como límite mayor a el área de la Tierra, en dirección al centro del mundo, hacia regiones más profundas, se definen 3 niveles estructurales en los cuales las piedras poseen distinto comportamiento. Como es lógico, mientras estamos en niveles más profundos, las condiciones de presión y temperatura se aumentan, por lo cual las piedras adquieren un comportamiento más manejable.

• Grado estructural preeminente. Se halla a partir de el área del lote (según la altitud en cada lugar) hasta la cota 0 m, que sirve como alusión, aun cuando puede llegar a más hondura. La presión y temperatura no resultan muy altas y las piedras poseen un comportamiento frágil; es el dominio de las fallas.
• Grado estructural medio. Se localiza entre la cota 0 m y unos 4.000 m de hondura. El mecanismo predominante es la flexión debido al comportamiento moldeable de las piedras; son peculiares de este grado los pliegues.
• Grado estructural inferior. Es el grado del metamorfismo, y como media se sitúa entre los 4.000 m y los 8.000 o 10.000 m de hondura. En los niveles más superficiales domina el aplanamiento, con el frente preeminente de esquistosidad. A más grande hondura predominan construcciones de flujo, con pliegues acompañados constantemente de esquistosidad y foliación. Su límite inferior viene marcado por el principio de la fusión y la existencia del granito de anatexia.

Los pliegues y sus tipos

Una roca se pliega una vez que una área de alusión determinada previamente del plegamiento como plana se transforma en una área curva. El plegamiento es tanto más grande cuanto más varias y fuertes son las variaciones de buzamiento. Las piedras en las que se aprecia el plegamiento con más facilidad son las sedimentarias, cuyos planos de estratificación se presentan como buenos planos de alusión. En las piedras ígneas, cristalinas y de aspecto masivo, resulta más compleja la identificación de pliegues por la escasez de construcciones planares de alusión.

Partes de un pliegue

Las partes de los pliegues que pueden identificarse y nos permiten definirlos y clasificarlos son:

• Líneas de cresta. Las curvas que unen los puntos más elevados de la superficie curvada.
• Línea de valle. Las curvas que unen los puntos más bajos de la superficie curvada.
• Flanco. Cada uno de los lados del pliegue.
• Eje. Lugar de los puntos de curvatura máxima. También se puede definir como la línea que resulta de la intersección entre el pliegue y el plano axial.
• Plano axial. Superficie que contiene los ejes de los pliegues de varios estratos.
• Inmersión. Es el ángulo que forma una línea (o eje del pliegue) con el plano horizontal medido sobre un plano vertical que contenga esa línea. El valor de la inmersión de una línea varía entre 0º y 90º.

Clasificación y tipos de pliegues

Todos los tramos de un estrato o grupo de capas entendidos entre los puntos de vista de inflexión es un pliegue, por el cual se da una secuencia de maneras cóncavas seguidas de otras convexas y al contrario. Si consideramos un ferrocarril de pliegues, periódicamente se repiten y alternan maneras convexas, antiformes, y maneras cóncavas o sinformes. Los conceptos de anticlinal y sinclinal informan, además, de la convexidad o concavidad de la edad de los materiales en el pliegue.

• Anticlinal: pliegue arqueado o con la convexidad ascendente en el que los materiales más antiguos se localizan en el núcleo.
• Sinclinal: pliegue arqueado o con la convexidad descendente en el que los materiales más modernos se localizan en el núcleo.

Anticlinales y sinclinales acostumbran sucederse en el espacio, y poseen planos axiales que dividen los pliegues en 2 mitades, todas las cuales es un flanco. Estas construcciones son ondulaciones de los estratos que no poseen por qué visualizarse como ondulaciones del lote.

Hay diferentes clasificaciones que emplean criterios diversos para llamar los pliegues. La categorización que se muestra en este apartado es una de las más claras, y tiene presente la inclinación del plano axial:

• Pliegue recto. La superficie del plano axial es vertical.
• Pliegue inclinado. La superficie axial está inclinada. En este caso los flancos no tienen necesariamente el mismo buzamiento, y si uno de ellos rebasa la verticalidad, entonces tenemos un flanco invertido.
• Pliegue tumbado. La superficie del plano axial es horizontal.
• Pliegue en abanico. Tiene vergencias en dos direcciones opuestas, con dos planos axiales que se abren en forma de abanico.

Mecanismos de plegamiento

Para comprender los mecanismos del plegamiento debería recurrirse a la tectónica de placas. Los movimientos de las placas litosféricas, en sus bordes constructivos y destructivos, son los causantes de la mayoría de los procesos de plegamiento y fracturación que trabajan sobre la corteza terrestre.