Geología General

• La orogénesis ocurre en márgenes convergentes (proceso formador de montañas)

• Los principales rasgos de la orogénesis son :

1. secuencias rocosas en ambiente (tranquilo, agitado)
2. deformación cortical
3. metamorfismo
4. actividad ígnea
5. erosión y ajuste isostático de la corteza

• Cadenas de montañas y la secuencia de eventos que producen, dependen de los tipos de roca involucrados y de los tipos de interacción entre placas.

3 tipos de interacción entre placas:

• Los continentes crecen por acreción en cadenas orogénicas

1. Las ondas sísmicas son vibraciones de la Tierra, causadas por la ruptura y movimiento súbito de las rocas
2. Tres tipos de ondas sísmicas son producidas por el "golpe" del terremoto a) ondas P, b) ondas S, c) ondas de superficie
3. El primer efecto de un terremoto es el movimiento del suelo. Los efectos secundarios incluyen a) deslizamientos de tierra, b) tsunami, c) solevantamiento y subsidencias locales y regionales
4. La mayoría de los terremotos ocurren en los límites de placas. Bordes de placas divergentes y transformantes producen focos superficiales. Contactos convergentes de placas producen zonas de focos superficiales, focos intermedios y focos profundos.
5. Terremoto de rocas superficiales ocurren también en el interior o centro de placas, lejos de sus bordes, pero son muy poco frecuentes.
6. La velocidad con que las ondas P y S viajan por el interior de la Tierra, indican que la Tierra tiene un núcleo interno sólido, otro núcleo externo líquido, y un manto grueso con una astenósfera dúctil y una litósfera rígida.

La mayor parte de la información proviene de la información sísmica

Terremoto (vocablos latinos terra y motus=movimiento)

Sismo (del griego seismos= agitación)

Origina varios tipos de ondas (liberación de energía elástica en el hipocentro (foco), en todas direcciones.

Se consideran los dos tipos que atraviesan la Tierra

Estas viajan a velocidades distintas (incluso en el mismo medio)

Esta particularidad puede ser estudiada en los SISMOGRAMAS que registran los movimientos sísmicos hechos por el SISMOGRAFO.

Se tabulan los t recorridos por las ondas de un sismo de fuente conocida e identificas los distintos grupos de ondas registradas en los sismogramas de numerosas estaciones. Se elaboran las

Tablas de Tiempo – distancia à GRAFICO DE TIEMPO-DISTANCIA

Ondas P primarias o longitudinales 5.4-6.3 km/seg corteza

Ondas S secundarias o transversales 3.3-3.7 km/seg corteza

(en zonas superficiales)

Las P aumentan bruscamente a velocidad de 8 km/seg en el límite corteza-manto

Las S aumentan bruscamente a velocidad de 4.5 km/seg en el límite corteza-manto

La velocidad depende de las propiedades elásticas y de la densidad del medio de propagación

De lo anterior se desprende que el interior de la Tierra es claramente heterogéneo, en el sentido de que a diferentes profundidades los materiales tienen propiedades elásticas distintas.

Son vibraciones de la Tierra causadas por

• ruptura
• movimiento súbito (de rocas deformadas más allá de su límite elástico)

se desplaza a otra posición

hasta 0.5 m A genera ondas sísmicas

8 m l - P à longitudinales

t 10 seg - S à transversales

duración 1 hora - Superficiales (las más dañinas)

Energía se acumula durante deformación elástica y se libera con la ruptura

Se puede medir def. elástica previa (ej. en falla de San Andrés)

5 cm/año

A lo largo de la falla- movimiento suave

movimiento a "saltos"

• Tipos de Onda

c/u con velocidad diferente

P à S à Sup.

• Ocurrencia

Sismos poco profundos 0-70 km (en fajas sísmicas más abundantes)

Sismos intermedios 70-300 km (sólo en zonas de convergencia)

Sismos profundos 300-700 km ( " " " )

Establecer magnitud, lugar y fecha próximo sismo

Asunto difícil

En China – 15 éxitos en últimos años

Observación de comportamiento animal

En USA- teoría de la dilatancia

• se hincha antes de romperse
• numerosas microfracturas
• comienzan a ½ stress de fractura
• genera D en propiedades de roca

resistencia eléctrica

velocidad de sismos

Radón

• FACTORES QUE INFLUENCIAN FUSIÓN

T

P

Cantidad de H2O

Composición de la roca

• FUSIÓN PARCIAL

• CRISTALIZACIÓN FRACCIONADA

• 2 tipos principales:

• La textura de una roca indica la historia de enfriamiento del magma

Magmas se originan por fusión parcial de la corteza inferior y/o manto superior a profundidades de 50 a 200 km.

Magma altamente silíceo produce rocas de la familia

Granito-Riolita (Cuarzo, K-feldespato, Na-Plagioclasa) (<cantidad de biotita o anfibolita)

Magma con bajo contenido silíceo produce rocas de la familia

Gabro-Basalto (Ca-Plagioclasa y piroxeno con menos olivina y con o sin cuarzo)

Magma de composición intermedia (entre alto y bajo contenido sílice) produce rocas de la familia Diorita-Andesita

FORMAS VOLCANICAS

Escudos volcánicos (hasta 100 km diámetro base y 10.000 m de altura)

Conos cineríticos (30-300 m altura)

Domos de lavas silíceas (agujas múltiples, 500-800 m)

Volcán compuesto o mixto (base:30-40 km diámetro) (3000 o más de altura)

Caldera y Lago volcánico (Somma)

Maars (cráter de explosión pequeña al atravesar nivel freático)

Hawaiana (tranquila; sólo flujos de lava; c/lagos de lava; escasos piroclásticos)

Stromboliana (descargas rítmicas de escoria incandescente, explosivas); bombas

Vulcaniana (erupción freática, vapor); magma viscoso; flujos piroclásticos; nubes oscuras

Peleana (erupción de magma ácido viscoso; explosiva; violenta; forma domos y espinas)

Pliniana (principalmente erupción gaseosa, continua, nube de pómez, pueden seguir flujos de lavas)

Freatomagmática (magma + H20 mar à erupción violenta, explosiva)

Flujos de ceniza à nubes ardientes à ignimbritas

Actividad fumarólica: emanaciones de gases (H2O, HCl, CO2)

Solfataras: H2S, SO2 (emanaciones sulfurosas)

Geysers: emisiones periódicas de H20 hirviendo

Fuentes termales

• Material silicatado fundido: líquido + cristales + gases disueltos
• Elementos principales

• SiO2 y H20 controlan las propiedades del magma
• SiO2 varía entre 33 y 75%
• Gases disueltos hasta 14% en volumen

• Capaz de moverse en la corteza

• Vítrea
• Afanítica
• Porfírica
• Fanerítica
• Piroclástica

Clasificación basada en: -textura

• lavas aa
• lavas cordadas
• conos de cenizas
• volcanes de escudo

• estrato volcanes
• lavas domo
• calderas
• flujos de ceniza
• caídas de ceniza

• Batolitos
• Stocks
• Diques
• Sills
• Lacolitos
• Lopolitos

• Se forman en superficie por efecto del sistema hidrológico

• Los procesos sedimentarios seleccionan al material según tamaño, composición, etc.

Rocas sedimentarias= sedimento + litificación

• Fragmentos de rocas preexistentes
• Precipitados químicos
• Material orgánico

Ellas preservan historia de erosión de la Tierra

Conglomerado – arenisca – limolita

>2 mm 2-0.2 mm <0.2 mm

Composición à historia

Clasificación de las partículas

Calizas

-Bioclásticas

-Oolíticas

Dolomitas

Sal Común (evaporitas)

Yeso Anhidrita (evaporitas)

Estructuras sedimentarias primarias à informan acerca de las condiciones en que se acumuló el sedimento.

Estratificación

Estratificación cruzada

Estratificación gradada

Ondulitas, Grietas de secamiento y otras expresiones

Se producen por interacciones del sistema hidrológico y la corteza.

Muchos procesos operan hoy día en rios, deltas

• meteorización
• transporte
• depositación
• compactación y cementación

DERIVA CONTINENTAL

Antonio Snider-Pellegrini (1858)

Frank Taylor (1808)

Alfred Wegener (1915) Origen de continentes y océanos

Pangea – continentes más livianos "araban" sobre los b rotación de la Tierra

Arthur Holmes (1944) Principios de Geología Física

Alexander du Toit (1937) S. Africa –S. America (continentes vagabundos)

ARGUMENTOS

Paleontológicos Glossopteris Lystrosaurus

Estructura y litología Cape Fold Belt - Sierra de la Ventana

Apalaches – Irlanda

TOPOGRAFIA Y GEOLOGIA DEL FONDO OCEANICO

Cadenas hemioceánicas y rift asociado

Rocas relativamente jóvenes

Corteza oceánica ¹ de corteza continental

No hay deformación por plegamiento

H. Hess (1960) à expansión de los Fondos Oceánicos

Corrientes de convección en el manto

F. Vine y D.H. Mattheus (1963) – prueba de expansión

Magnetismo en las rocas

Deriva Polar

Reversiones Magnéticas: Epocas magnéticas

Eventos magnéticos

Escala paleomagnética

Estructura paleomagnética de los oceános

Evidencia de Sedimentos Oceánicos

GEOGRAFIA DE PLACAS

CONTACTOS ENTRE PLACAS

- Procesos en contactos divergentes

- Procesos en contactos convergentes

- Procesos en contactos des

G. Moore, Comunicaciones, 42, 155-156, 1991.

FENOMENO COMUN – puede ser > agua superficial

POROSIDAD - % de huecos

- espacios entre granos

- fracturas

- cavidades de disolucion

- vesiculas

PERMEABILIDAD – Capacidad de transmitir un fluido

f (interconexión de poros)

f (viscosidad, Ph, tamaño poros)

Flujo lento: ríos (km/h)

Subt. m/día o m/año (250 m/año)

ZONACION

Zona de aireación

Napa (napas colgadas)

Zona de saturación

MOVIMIENTO

Provocado por D h en la napa

Acuíferos

DESCARGA

- Natural – vertientes f – estructura

- Artificial – Pozos

RECARGA

• cuerpo caliente
• sistema irregular de fracturas
• v importante

• Energía geotérmica

EROSION

• por disolución
• cavernas
• dolinas
• topografía karstica

DEPOSITACION

• estalactitas
• estalagmitas
• terrazas de travertino
• silicificación de troncos
• depósitos minerales

ALTERACION DE SISTEMAS

• Cambios químicos

• Invasión por agua de mar

• Cambios de nivel

• Subsidencia de la superficie

El viento como agente geológico

• no es efectivo en general
• puede transportar arena, limo, "polvo"

• importante en Marte
• más importante en algunos períodos geológicos

• DEFLACION

• ABRASION

MECANISMOS DE TRANSPORTE

• Saltación y rodado o resbalado
• Suspensión (para limo)

MOVIMIENTO DE POLVO

Parten partículas por aire, puede mantenerlas en vuelo por cientos de km

- tormentas de polvo h:2500 m

v:200m/seg

500 x 10⁶ t año

Viento deposita arena en acumulaciones que se desplazan

~ con ripple marks

~ barras de arena de rios y mares

ORIGEN

Hasta 200 m alto x 1 km ancho

TIPOS DE DUNA

1. aporte
2. velocidad del viento
3. variabilidad de dirección
4. superficie de movimiento

DUNAS TRANSVERSALES

BARJANES

DUNAS LONGITUDINALES

DUNAS ESTRELLADAS

DUNAS PARABOLICAS

EL LOESS

10% superficie de la Tierra

Especialmente en zonas semiáridas vecinas a desiertos o áreas glaciales

No en trópicos o zonas glaciadas

Fragmentos angulosos de cuarzo, Fd, mica, calcita » polvo actual

No tienen estratificación

Se derivan de a) Desiertos

b) Depósitos glaciales

• Loess Desértico

• Loess Glaciar

LAS OLAS – generadas por el viento

proveen la mayor parte de la energía a los procesos costaneros

REFRACCIÓN DE LAS OLAS

Concentra energía en las puntas

Dispersa energía en las bahías

DERIVA LITORAL

Generadas por influencia oblicua de las olas

Transporte // a las costa

EROSION LITORAL

Tiende a desarrollar acantilados y plataformas de abrasión

Se llega a un equilibrio

DEPOSITACION LITORAL

En áreas de baja energía -playas

-barreras de islas

COSTA DE EQUILIBRIO

TIPOS DE COSTA

Costas Primarias - configuración debida a procesos no marinos

• de erosión fluvial
• de depositación fluvial
• de erosión glaciar

Costas Secundarias – configuración debida a procesos marinos

• de erosión
• de sedimentación
• coralígenas

PROFUNDIZACION DE CAUCES

• abrasión – desgaste por arena-grava à marmitas
• solución – caliza en roca soluble erosión diferencial
• acción hidráulica

EROSION RETROGRADA

• concepto – crecimiento aguas arriba del sistema
• captura sobreimposición

EXTENSION VALLE ABAJO

• concepto – causado por caída/alzamiento

REMOCION EN MASA Y RETROCESO DE LADERAS

• causado por fuerza de gravedad

• rápidos y lentos

SISTEMAS DE LADERAS

Llevan material hasta el rio quien se los lleva

Contemporáneo con profundizamiento

Laderas son sistemas dinámicos

Modificaciones articiales

Derrumbes en lagos artificiales

- Valles fluviales son las formas más abundantes de la Tierra

UN SISTEMA COLECTOR

• red de tributarios

• hoya hidrográfica

UN SISTEMA DE TRANSPORTE

• H20 + sedimento se mueven hacia el oceáno
• También colecta H20 y sedimento
• También deposita sedimento localmente

UN SISTEMA DE DISPERSION

• red de distributarios
• deposita en cuenca material más grueso
• dispersa en H20 material más fino

ORDEN EN LOS SISTEMAS FLUVIALES

Relaciones matemáticas definidas

• N° tributarios <valle abajo
• Largo tributarios > valle abajo
• Gradiente de tributarios < exp. valle abajo
• Los canales > prof y > ancho valle abajo
• El tamaño del valle es prop. al del rio y > valle abajo

FLUJO LAMINAR

FLUJO TURBULENTO

F (V, vel, forma y tamaño del canal, gradiente, nivel de base, carga)

Descarga – vol/D t Amazonas 1.5 x 106 m³/seg

Velocidad

Carga sólida – regolito

Capacidad es f vel^3-4

TRANSPORTE

Carga en suspensión

Carga de fondo

Carga disuelta

Relación vel-erosión-transporte

Equilibrio en un sistema fluvial

Variables más importantes del sistema son:

• descarga
• velocidad
• gradiente
• carga de sedimentos
• nivel base

El origen y evolución de los ríos mayores del mundo son controlados por los sistemas tectónicos e hidrológicos

POROSIDAD Y PERMEABILIDAD

Grava y arena à 12 – 45%

Velocidad 1 m/día – 1 m/año

Rioà km/hora

EL NIVEL FREATICO

DESCARGA NATURAL Y ARTIFICIAL

AGUA ARTESIANA

FUENTES TERMALES Y GEYSERES

EROSION POR AGUAS SUBTERRANEAS

DEPOSITACION POR AGUAS SUBTERRANEAS

ALTERACION DE LOS SISTEMAS

• cambios de composición química
• contaminación por H20 salada
• cambios en posición del nivel freático
• subsidencia

GLACIAR – sistema de hielo en movimiento

2 tipos: de valle

continentales

sistemas abiertos

EROSION

Succión – rocas aborregadas

ABRASION

Estrías f – Duración

Espesor

Velocidad

TRANSPORTE

En suspensión

DEPOSITACION

Morrenas

Llanuras proglaciares

VELOCIDAD DE MOVIMIENTO

180 m/año en Alpes

Max. 8 km año – Groenlandia

Cm/día

LAS GLACIACIONES PLEISTOCENICAS

2-3 Ma à ~ 15.000 años

• cambios climáticos
• ajuste isostático
• cambios de nivel del mar
• modificación de sistemas de drenaje
• lagos
• efectos biológicos
• vientos

DEBEN EXPLICAR

• Avances repetidos del hielo separados por períodos cálidos
• Glaciaciones episódicas 700 Ma; 200-300 Ma, 20 Ma
• 5°C menos que hoy
• Aumento de precipitaciones

ASTRONOMICAS

• Cambio en la órbita de la Tierra

• Cambio en inclinación del eje

• cambios en energía solar

ATMOSFERICAS

• variaciones en CO₂
• polvo en la atmósfera

volcanes

meteoritos

TECTONICAS

• posición de los continentes

• Circulación oceánica

• Formación de grandes cordilleras

• Océanos poseen características estructurales y topográficas siguientes:

• La Tierra es un planeta diferenciado

Astenósfera

LA SUPERFICIE DE LOS PLANETAS

La Luna

Marte

LA TIERRA DESDE EL ESPACIO

Atmósfera e Hidrósfera

Continentes y océanos

RASGOS MAYORES DE LOS CONTINENTES

Escudos

Plataformas estables

Montañas plegadas

RASGOS MAYORES DE LOS OCÉANOS

Cadenas hemioceánicas

Llanuras abisales

Montes submarinos

Fosas

Márgenes continentales

ESTRUCTURA DE LA TIERRA

Núcleo

Manto

Litósfera

Fluidos superficiales

Movimiento de materia à energía

ENERGIA CINETICA

ENERGIA POTENCIAL GRAVITATORIA

ENERGIA TERMICA

ENERGIA QUIMICA

ENERGIA NUCLEAR

• La energía puede cambiar de una forma a otra pero no se crea ni se destruye
• La energía es necesaria para todos los procesos geológicos

ATOMOS

ISOTOPOS

IONES

ENLACES

ESTADOS DE LA MATERIA

Gases

Líquidos

Sólidos

ENERGIA SOLAR

ENERGIA HIDROELECTRICA

ENERGIA MAREAL

ENERGIA GEOTERMICA

CARBON

PETROLEO

GAS NATURAL

ENERGIA NUCLEAR

400.000 km³ de H20 se evaporan p/año

336.000 de los oceános

63.000 otros

101.00 km³/año caen como nieve o lluvia en los continentes

60-80% vuelve a la atmósfera

38.000 km³/año fluyen de vuelta a los oceános

Si no volviera – océanos se secarían en 4000 años

Epocas glaciales à -100 m

En rios – 1260 km³ agua en movimiento

à llenarían océanos en 40.000 años

Sistemas fluviales

Glaciares

Agua subterránea

Sistemas costaneros

Sistemas eólicos

EROSION – transporte – sedimentación

Fuente de energía – el sol

La corteza también se mueve

Sismos – volcanes – fallas – cadenas montañosas

Sólo en década del 60 à teoría unificadora

La Tectónica de Placas

Isostasia – tendencia universal de segmentos de la corteza de establecer una condición de balance gravitacional entre sí

DORSALES HEMIOCEANICAS

Métodos de estudio

• sonar
• batiscafos
• ofiolitas
• métodos geofísicos: mag

• métodos satelitales

TOPOGRAFIA

• mayor rasgo en la Tierra
• 1500 km ancho – 3 km alto – 70.000 km largo
• f (velocidad de expansión)
• baja: topografía exagerada, rift
• alta: suave, sin rift

ENFRIAMIENTO Y SUBSIDENCIA

Km prof Edad

5. 0

2. 2
3. 20 Þ prof= f (edad)
4. 50

\ veloc. expansión à nivel del mar

SEGMENTACION

• Zonas de Fractura

DE CERCA

• Pillow
• Grietas
• Fuentes termales

ANOMALIAS MAGNETICAS

SISMICIDAD

• Flujo de calor
• Gravedad

ESTRUCTURA

• Capas sísmicas º litología
• Sedimentos
• Lavas
• Complejo de diques
• Gabros
• Tectonitas – serpentinitas

ORIGEN Y EVOLUCION

• Fusión por descompresión
• Metamorfismo

RIFTS CONTINENTALES

• Basin + Range
• Africa oriental
• Rhin
• Mar Rojo

EVOLUCION A MARGENES PASIVOS

• Fallas transformantes
• Zonas de fractura oceánicas

Dorsal – Dorsal Más común

Dorsal – Fosa Arco de Scotia

Fosa – Fosa Nueva Zelandia

• compresión y extensión
• estructura térmica

-Falla estrecha

-Serpentinitas

• San Andrés
• Mar Muerto
• Nueva Zelandia
• Sismicidad

TIEMPO RELATIVO

Principio de superposición

Principio de sucesión de faunas

Principio de inclusión

Principio de relación de corte

TIEMPO ABSOLUTO

Métodos radiométricos

Otros

Standard

Radiométrica

Paleomagnética

Becquerel (1897) Radioactividad natural

Rutherford (1871-1937) – primero en usarlo

• Estimaciones basadas en la

Jolyà 100x10⁶ años

• Estimaciones basadas en espesor de sedimentos

• Estimaciones basadas en pérdida de calor

• Dataciones radiométricas

OTROS METODOS

• C¹⁴
• Varves
• Dendrocronología

Tierra : 4.5 Ga

Cenozoico

Mesozoico

Paleozoico

Precámbrico

TIEMPO RELATIVO

• Principio de la superposición
• Principio de la sucesión de faunas
• Principio de relaciones de corte
• Principio de la inclusión

à se puede decidir orden de formación de las rocas

• Discordancias

• El Método Científico

• Los Cuatro Reservorios del Sistema

ALZAMIENTO ¹ EXHUMACION v= s

t

rio Cachapoal

terrazas marinas en Chiloé

• Determinación de presión en intrusivos

• Temperaturas críticas de retención Ar

• Temperaturas de "annealing" de trazas de fisión