Estructuras Geológicas

4.3 DEFORMACIÓN DE LAS ROCAS

GEOLOGÍA ESTRUCTURAL:

Los geólogos estructurales estudian la arquitectura de la corteza terrestre y cómo adquirió este aspecto en la medida en que fue consecuencia de la deformación. Estudiando la orientación de los pliegues y las fallas, así como los rasgos a pequeña escala de las rocas deformadas, los geólogos estructurales pueden determinar a menudo el ambiente geológico original, y la naturaleza de las fuerzas que produjeron esas estructuras rocosas. De este modo se están descifrando los complejos acontecimientos que constituyen la historia geológica.

FUERZA Y ESFUERZO

• La fuerza es lo que tiende a poner en movimiento los objetos estacionarios o a modificar los movimientos de los cuerpos que se mueven. De la experiencia cotidiana sabemos que si una puerta está atascada (estacionaria), aplicamos fuerza para abrirla (ponerla en movimiento).

Tipos de fuerza:

Compresión: hace un movimiento vertical, tipo inversa

Tensión: hace un movimiento vertical, tipo normal.

Cortante: movimiento horizontal.

• Para describir las fuerzas que deforman las rocas, los geólogos estructurales utilizan el término esfuerzo, que es la cantidad de fuerza aplicada sobre un área determinada.

La magnitud del esfuerzo no es simplemente una función de la cantidad de fuerza aplicada, sino que también está relacionada con el área sobre la que la fuerza actúa. Por tanto, puede pensarse en el esfuerzo como una medida de cuán concentrada está la fuerza.

El esfuerzo puede aplicarse de manera uniforme en todas las direcciones (presión de confinamiento) o de manera no uniforme (esfuerzo diferencial).

TIPOS DE ESFUERZO

• Cuando se aplica un esfuerzo en direcciones diferentes, se denomina esfuerzo diferencial.

• El esfuerzo diferencial que acorta un cuerpo rocoso se conoce como esfuerzo compresivo (com _ junto; premere _ presionar). Los esfuerzos compresivos asociados con las colisiones de las placas tienden a acortar y engrosar la corteza terrestre plegándose, fluyendo o fracturándose.

DEFORMACIÓN

El esfuerzo también puede provocar un cambio irreversible en la forma y el tamaño del cuerpo rocoso, denominado deformación.

Las estructuras geológicas básicas asociadas con la deformación de las rocas son los pliegues (doblamiento de rocas volcánicas y sedimentarias inicialmente horizontales en una serie de ondulaciones) y fallas. Los dos tipos más comunes de pliegues son los anticlinales, formados por el plegamiento convexo, o arqueamiento, de los estratos rocosos, y los sinclinales, que son pliegues cóncavos. La mayoría de los pliegues son consecuencia de esfuerzos compresivos horizontales. Los pliegues pueden ser simétricos, asimétricos o, si un flanco se ha inclinado más allá de la vertical, volcados. Los domos (estructuras levantadas en forma de anticlinales) y las cubetas (estructuras hundidas) son pliegues circulares o algo alargados formados por desplazamientos verticales de los estratos.

CÓMO SE DEFORMAN LAS ROCAS

Cuando las rocas son sometidas a esfuerzos que superan su propia resistencia, empiezan a deformarse, normalmente plegándose, fluyendo o fracturándose, Aunque cada tipo de roca se deforma de una manera algo diferente, a partir de esos experimentos se determinaron las características generales de la deformación de las rocas. Los geólogos descubrieron que, cuando se aplica gradualmente un esfuerzo, las rocas responden primero deformándose elásticamente. Los cambios resultantes de la deformación elástica son recuperables; es decir, la roca volverá prácticamente a su tamaño y forma originales cuando cese el esfuerzo.

Una vez sobrepasado el límite elástico (resistencia) de una roca, ésta fluye (deformación dúctil) o se fractura (deformación frágil). Los factores que influyen en la resistencia de una roca y, por tanto, en cómo ésta se va a deformar son la temperatura, la presión de confinamiento, el tipo de roca, la disponibilidad de fluidos y el tiempo.

TEMPERATURA Y PRESIÓN DE CONFINAMIENTO

Las rocas próximas a la superficie, donde las temperaturas y las presiones de confinamiento son bajas, tienden a comportarse como un sólido frágil y se fracturan cuando se supera su resistencia. Este tipo de deformación se llama deformación frágil.

Por el contrario, en la profundidad, donde las temperaturas y las presiones de confinamiento son elevadas, las rocas exhiben un comportamiento dúctil. La deformación dúctil es un tipo de flujo en estado sólido que produce un cambio en el tamaño y la forma de un objeto sin fracturarlo. Los objetos normales que muestran un comportamiento dúctil son la arcilla de modelar, la cera de las abejas, el caramelo y la mayoría de los metales.

TIPO DE ROCA Además del ambiente físico, la composición mineral y la textura de las rocas influye mucho en cómo éstas se van a deformar.

TIEMPO: es cómo las rocas responden a pequeños esfuerzos aplicados durante largos intervalos de tiempo geológico.

En la naturaleza, fuerzas pequeñas aplicadas durante largos períodos desempeñan seguramente un papel importante en la deformación de las rocas. Fuerzas incapaces de deformar inicialmente una roca pueden hacer que la roca fluya si el esfuerzo se mantiene durante un período prolongado de tiempo.

Es importante destacar que los procesos por los que las rocas se deforman ocurren a lo largo de un continuo que se extiende entre la fractura frágil pura en un extremo al flujo dúctil (viscoso) en el otro. No hay límites marcados entre los diferentes tipos de deformación. También necesitamos recordar que, en general, los elegantes pliegues y los modelos de flujo que observamos en las rocas deformadas se alcanzan en general por el efecto combinado de la distorsión, el deslizamiento y la rotación de los granos individuales que componen una roca.

4.4 FACTURAS, FALLAS, DISCORDANCIAS

FRACTURAS

las fracturas rocosas son el lugar donde se producen las mineralizaciones hidrotermales, lo cual significa que pueden ser fuentes importantes de menas metálicas. Además, cuando se seleccionan las zonas de ubicación de proyectos de construcción importantes, como los puentes, las centrales hidroeléctricas y las centrales de energía nuclear, debe considerarse la orientación de las superficies de fractura, que representan zonas de debilidad de las rocas. En resumen, un conocimiento de esas estructuras es esencial para nuestra forma de vida actual.

Deformación frágil. De nuestra experiencia cotidiana, sabemos que los objetos de vidrio, los lápices de madera, las bandejas de porcelana e incluso nuestros huesos exhiben fractura frágil una vez

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