Cap I Geología aplicada a la ingeniería civil UNC.ppt

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA CIVIL
Curso: Geologia general Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes UNC-EAPIG wmorales @unc.edu.pe
Curso: GEOLOGÍA
Introducción a la geología
1

- La geología como su nombre lo indica, se dedica al
estudio de la Tierra (geo: Tierra - logía: estudio). Es
una ciencia natural que describe la composición del
planeta, su ubicación y actuación en el universo.
- También trata de interpretar los fenómenos que en
ella se suceden (los terremotos, las mareas, el ciclo
del agua, la dinámica de la atmósfera, etc.).
- Las leyes que rigen estos eventos e intenta hallar
respuesta a los enigmas como ser la génesis, la edad
de la tierra, la fuente de energía para los movimientos
de traslación y rotación, etc.
2

GEOLOGÍA y SU RELACIÓN
CON OTRAS CIENCIAS
La figura muestra una interrelación
con algunas de las ciencias básicas
que le sirven de apoyo, sin que estos
signifique un límite o un circuito
cerrado.
3

La geología es la ciencia de la tierra: Especialmente los
procesos del interior de la tierra y los transformaciones
que afectan a los minerales y las rocas en la superficie
de la tierra. La geología no solamente se refiere de la
actualidad - es la ciencia de la historia de la tierra; los
procesos de su formación, su desarrollo, los cambios,
hasta la situación actual.
La geología nació por una parte del deseo del ser
humano para entender su entorno - su mundo. El otro
empuje era la necesidad de mejorar su entorno: La
búsqueda de recursos naturales - aquí mineralógicos,
geológicos - era mucho más eficiente con un buen
conocimiento de los procesos de la tierra.
4

GEOLOGÍA Y SU DIVISIÓN EN OTRAS CIENCIAS
5

• La geología se compone de diferentes áreas:
• Cristalografía: Se explica las propiedades diversas que presentan los cristales, cuyas
formas geométricas. Se clasifica y describe los cristales, relaciona sus formas
poliédricas con su estructura íntima y define las propiedades físicas y químicas.
• Mineralogía: Estudio de los minerales: Estructuras internas de los minerales,
composición química, clasificación. Es la descripción de las minerales.
• Petrografía: Es el estudio de las rocas, se ocupa tanto de las rocas eruptivas y
metamórficas, como de las rocas sedimentarias.
• Geotectónica: Es el estudio de los volcanes, de los terremotos y de la tectónica
terrestre.
• Geología histórica: Es el estudio de las condiciones climatológicas, los fenómenos
dinámicos y la fauna y flora particulares de la misma.
•
• Paleontología: Los restos fósiles permiten formar una idea clara de la sucesión de
la flora y fauna y de los facies.
6

7

• Geofísica: Estudio de la física de la tierra: anomalías de gravedad,
discontinuidades en la prolongación de ondas sísmicas- sismología, campo
magnético de la tierra.
• Geoquímica:
Especialmente se estudia la distribución y la abundancia de los elementos en
las distintas partes de la corteza terrestre y se trata de explicar la distribución
de los elementos en las rocas por medio de procesos geológicos como por
ejemplo la cristalización por diferenciación a partir de un magma, por procesos
hidrotermales, que han influido la roca, por procesos metamórficos entre
otros.
• Geología estructural: Análisis e interpretación de las estructuras tectónicas en
la corteza terrestre. Conocimiento de las fuerzas en la corteza que producen
fracturamiento, plegamiento y montañas. (Fallas-Pliegues-Orogénesis).
• Mecánica de suelos
Estudio de las propiedades de los suelos para encontrar terreno apto para la
construcción, para calcular y evitar riesgos geológicos como por ejemplo
deslizamiento de escombres de faldas.
• Hidrogeología: Investigaciones de la cantidad y calidad del agua subterránea,
cual es el agua presente debajo de la tierra. Se trata de la interacción entre
roca, suelo y agua.
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• Estratigrafía:Estudio de las rocas estratificadas, por su naturaleza, su
existencia, sus relaciones entre si y su clasificación.
• Sedimentología: Estudio de los sedimentos (arena, arenisca, grava,
conglomerado) y su formación. Análisis del ambiente de deposición
como los propiedades físicas en el agua de un río (velocidad de la
corriente y otros).
• Geología Económica: Exploración de yacimientos metálicos o no-
metálicos. Evaluación de la economía de un yacimiento o producto
mineralico.
• Exploración/Prospección: Búsqueda de yacimientos geológicos con
valor económico. Por medio de la geofísica, geoquímica, mapeo, fotos
aéreas y imágenes satelitales.
• Geología Ambiental: Búsqueda de sectores contaminados, formas y
procesos de contaminación. Especialmente de agua, agua subterránea y
suelos. Investigación de la calidad de agua y suelo.
9

metales
no-metálicos
uso general energéticos hídricos
oro, cobre, hierro,
aluminio
la sal, baritina,
diamante, áridos,
diatomíta, liparita...
hulla, lignito,
antracita, turba,
petróleo, gas natural,
metanos...
agua subterránea,
aguas industriales,
agua termal, agua
mineral...
www. geovirtual.cl
10

El conjunto de fenómenos que afectan a la corteza y manto
superficial se consideran como etapas de procesos encadenados en
el tiempo. Se consideran 3 etapas:
Orogénesis, comprende todos los procesos que dan origen a la
formación del relieve, fundamentalmente las cordilleras.
Cliptogénesis, procesos mediante los cuales tienen lugar la erosión
del relieve y el transporte de los materiales resultantes.
Litogénesis, depósito y transformación de los materiales
transportados junto a los que proceden del manto.
EL CICLO GEOLOGICO
11

12

• El ciclo geológico muestra como ha evolucionado la
tierra desde hace 4600 millones de años hasta hoy.
• La cual esta evolución se debe ha los siguientes
procesos:
A) INTERNOS O ENDOGENOS
B) EXTERNOS O EXOGENOS
13

A)PROCESOS INTERNOS O ENDOGENOS
• Son los procesos en la cual
forman nuevas rocas en las
condiciones de alta
temperatura y presión, son los
que producen la formación de
los materiales desde su
posición inicial, y aquellos que
producen la ascensión y
emplazamiento de estos juntos
en la superficie.
14

1) FUSION MAGMATICA
2) CRISTALIZACION MAGMATICA
3) METAMORFISMO
EXISTEN TRES TIPOS :
15

• MIGMATIZACION
Se produce cuando la fusión de la roca es
parcial o selectiva, conservándose restos sólidos
de la antigua roca metamórfica.
• ANATEXIA
Se produce cuando la fusión de la roca es
completa y se tiene una mezcla fundida de
composición homogénea .
1. FUSIÓN MAGMÁTICA
16

Se produce de tres maneras:
• Cristalización rápida y desordenada
Rocas volcánicas
• Cristalización lenta y ordenada
Rocas plutónicas
• Cristalización lenta y desordenada
Rocas Filoleanas
2. CRISTALIZACIÓN MAGMÁTICA
17

Es el proceso por el cual las rocas sedimentarias
que ya han sufrido una compactación y diagénesis,
bajo el efecto de un aumento de presión y
temperatura adquieren una nueva disposición de
sus componentes y un cambio en su composición.
Existen varios tipos:
• Regional
• De Contacto
• Dinamometamorfismo
• Metasomatismo
3. METAMORFISMO
18

La superficie terrestre,
principalmente la superficie
emergida de los continentes,
está sometida a la acción
continua de la atmósfera,
hidrosfera y biosfera que
provocan la destrucción o
denudación del relieve
topográfico en el denominado
ciclo de denudación de los
continentes.
B) PROCESOS GEOLOGICOS EXTERNOS O EXOGENOS
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Eras
Geológicas
de la Tierra
20

Estructura De La Tierra (II)
21

ESTRUCTURA INTERNA DE LA
TIERRA
Conocer el interior de la Tierra, su estructura y su
composición, no es una tarea fácil.
Los métodos DIRECTOS (sondeos, perforaciones,
…) sólo permiten conocer una mínima parte de
nuestro planeta: Unos 15 Km de los 6371 Km que
hay hasta el centro de la Tierra.
22

Los métodos que mejores resultados han dado son los
indirectos, y entre ellos destaca el método sísmico.
¿Cómo se ha podido conocer el interior de
nuestro planeta?
El método sísmico se basa en los cambios en la velocidad
de propagación de las ondas sísmicas.
Velocidad
(m/s)
Profundidad (Km)
23

Es como si corriéramos por diversos medios…
Si lo hacemos por ARENA llevaremos una velocidad distinta a la que
tendríamos si lo hiciéramos por una ACERA o por AGUA…
Las ondas varían su velocidad al atravesar medios de
distinta composición química o cuando tienen un estado
de agregación diferente: sólido, fluido, líquido.
La representación gráfica de la
velocidad de propagación es lo
que llamamos sismograma.
Velocidad
(m/s)
24

Si la velocidad con la que se propagan no cambiara
 el medio que atraviesan las ondas es
homogéneo = No hay capas diferentes.
… Y si observáramos la siguiente gráfica??
Velocidad
(m/s)
Profundidad (Km)
25

Los terremotos emiten Ondas sísmicas (vibraciones) que se
transmiten por todo el interior de la Tierra. Pueden ser:
- Ondas P: se transmiten por sólidos y líquidos
- Ondas S: sólo se transmiten por sólidos
- Ondas L: se transmiten por la superficie terrestre (causan los
daños en la superficie terrestre. No nos informan del interior)
Velocidad
(m/s)
Profundidad (Km)
Al cambiar el medio por el que se
propagan, las ondas sísmicas
cambian su trayectoria y su
velocidad  nos indican, por
tanto, zonas de distintos
materiales.
A los cambios de velocidad se
les denomina discontinuidades.
26

1000
2000
3000
4000
5000
6000
2
4
6
8
10
12
14
V
(Km/s)
Km
manto núcleo
externo interno
inferior
superior
corteza
Gütemberg
Wiechert-Lehmann
Repetti
Conrad
Canal
de
baja
velocidad
ondas P
ondas S
¿Cómo es el sismograma de la Tierra?
Mohorovicic
27

28

El interior de la Tierra tiene varias capas concéntricas.
Su estructura puede estudiarse según dos puntos de vista
distintos:
 ESTRUCTURA GEOQUÍMICA
Se distinguen 3 capas: CORTEZA, MANTO, NÚCLEO
 ESTRUCTURA DINÁMICA
Se distinguen 4 capas: LITOSFERA, ASTENOSFERA,
MESOSFERA y ENDOSFERA
En esta estructura se basa la Teoría de la Tectónica de placas
29

CORTEZA CONTINENTAL
CORTEZA OCEÁNICA
MANTO SUPERIOR
MANTO INFERIOR
NÚCLEO EXTERNO
NÚCLEO INTERNO
Canal de baja velocidad
Disc. Lehman-Wiechert
Disc. Gütemberg
Disc. Repetti
Disc. Mohorovicic
Disc. Conrad
ESTRUCTURA DE LA TIERRA
ESTRUCTURA
DINÁMICA
ESTRUCTURA
GEOQUÍMICA
30

Corteza:
Capa sólida. Su espesor varía: Bajo el océano: 6 - 12 km
Bajo los continentes: 25 - 70 km
Es la menos densa (con silicatos de Al).
Manto:
- Capa sólida aunque con cierta plasticidad. Gran espesor.
- Más densa que la corteza (con silicatos de Mg y Fe)
-Su límite se sitúa a 2900 km (Discontinuidad de Gütemberg).
Núcleo:
Muy denso. Con silicatos de Fe y Ni.
Tiene un espesor de unos 3400 km. Con:
 Núcleo Externo: muy denso y en estado líquido (las "ondas S" desaparecen a partir
de él).
 Núcleo Interno: la capa más densa de la Tierra. Suponemos que sólida y de carácter
metálico. Forma la parte central del planeta.
MODELO GEOQUÍMICO
31

32

Litosfera:
Capa rígida que engloba CORTEZA + parte del MANTO SUPERIOR
La litosfera está FRAGMENTADA en las PLACAS LITOSFÉRICAS
Su espesor es de unos 100 km
Astenosfera:
- Capa plástica (parte de las rocas están fundidas).
- Coincide con el canal de baja velocidad
- Se ha descubierto que no es realmente una capa, sino que es discontinua
Mesosfera:
Hasta el límite con el núcleo externo.
Endosfera:
Comprende el NÚCLEO
MODELO DINÁMICO
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35

36

Teoría de la
deriva
continental
37

Teoría de la
deriva
continental
38

Teoría de la
deriva
continental
39

Teoría de la
deriva
continental
40

Teoría de la
deriva
continental
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http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/4a_ESO/02_
placas/diapositivas/74_Diapositiva.gif
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INTRODUCCIÓN
¿Alguna vez te has preguntado cuál es la teoría de la tectónica
de placas?
¿O qué pruebas la apoyan?
¿Y cuáles son sus consecuencias?
A continuación, resolveremos esas dudas que han surgido y
otras mas que nos hacemos a diario.
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La convección del calor.
Introduce en un recipiente con agua unas virutas de un material que se
hunda en el agua pero que no sea muy pesado. Enciende el hornillo eléctrico y
espera un poco a ver lo qué sucede.
¿Puedes explicar
este fenómeno?
¿Qué demuestra
esta experiencia?
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TEORÍA Y PRUEBAS DE LA TECTÓNICA DE PLACAS.
• La Teoría de la Tectónica de Placas, también llamada
de las Placas Litosféricas o Tectónicas y actualmente
conocida como Tectónica Global, surge a finales de la
década de los 60 (T. Wilson), como consecuencia de una
serie de datos geofísicos y de teorías anteriores
iniciadas en 1912 con la Deriva Continental (A. Wegener)
y culminadas a principios de los 60 con la Expansión de
los Fondos Oceánicos (H.H.Hess).
• Esta teoría establece que la llamada astenosfera se
comporta como una especie de cinta transportadora,
sobre la cual se desplazan las placas de la litosfera.
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La coincidencia en la formulación de esta teoría se
materializó tras una serie de mediciones geofísicas
concluyentes, llevadas a cabo mediante propagación de ondas
sísmicas. Se observó que en una capa situada entre los 70 y
300 km. de profundidad, las rocas reducían su rigidez debido
a que se encontraban bajo temperaturas próximas a las de
fusión.
La corteza terrestre (continental y oceánica) y una parte del
manto superior constituyen una unidad rígida pero frágil que,
al descansar sobre material plástico sometido a las
denominadas corrientes de convección, se fragmenta en las
llamadas placas litosféricas. Estas corrientes son las
responsables del movimiento de las citadas placas.
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Extension y bordes de las placas
Frecuencia sísmica y de volcanismo
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Zonas volcanicas y sismicas mas importantes en el planeta (en rojo).
50

Si unimos con una línea las zonas símicas y volcánicas mas activas
obtendremos los limites (bordes) de las diferentes placas
Los limites de las placas y el relieve terrestre
51

Las placas se desplazan lentamente (2 a 12 cm/año).
Los movimientos de las placas pueden ser laterales (sin separación ni
choque), de separación (constructivos) y de choque (destructivos),
Los bordes constructivos se llaman así porque surge nueva litosfera
oceánica
Los bordes destructivos son bordes en los que se destruye la litosfera al
subducir en la astenosfera.
En las fallas transformantes no hay ni formación ni destrucción de la
litosfera.
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Los bordes entre placas litosféricas pueden ser: Constructivos  cuando
la materia fundida asciende desde la astenosfera para enfriarse
posteriormente y formar la litosfera oceánica.
Destructivos  cuando las placas colisionan y una se introduce por
debajo de la otra, sumergiéndose hasta el manto y fundiéndose en él.
Pasivos  cuando las placas se deslizan una con respecto a la otra sin
chocar entre sí ni separarse.
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Encuentros entre placas
Divergentes
Convergentes
Transformantes
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Placas Tectonicas Divergentes
•Se separan
•Se produce magma por derretimiento parcial del
manto
•Produce flujos de lava y diques basalticos
•En fisuras de dorsales oceanicas
•Puede ocurrir en continentes (Africa)
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Placas Tectonicas Convergentes
•Tres tipos posibles:
–Entre dos placas oceanicas
–Entre dos placas continentales
–Entre una placa oceanica y una continental
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Convergencia: Dos placas oceanicas
•Crea arcos de islas
Ejemplos
–Japon
–Antillas Menores
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Convergencia: Dos Cortezas Continentales
•Colisión produce
–cadenas de montañas
–Deformacion
–Metamorfismo
–Ofiolitos
–Himalayas
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Convergencia: Placa Continental + Placa
oceanica
•Cadenas de volcanes
andesiticos
•Andes
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Placas Tectonicas Transformantes
•Movimiento paralelo en
diferentes direcciones
•Acomodan el aumento en
diametro de la Tierra que
ocurre desde los polos al
Ecuador
•Falla de San Andreas-
California
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Velocidad Relativa de Placas Tectonicas
•Como se mueve una
placa con respecto a su
placa vecina
•Se mide por:
–Satelites
–Otros métodos
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