DOCENTE: ING. OSCAR ANGULO

TEMA :GEOLOGIA GENERAL

PRIMERA UNIDAD

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNAFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CAPITULO IINTRODUCCION

1.0 Historia de la Geología como Ciencia

Xenophanes (600 años ante Cristo): Los fósiles eran animales, que vivieron antes.

Herodotos (450 años ante Cristo): Una inundación del río Nilo produce una capa muy delgada de sedimentos, concluyó que la formación del delta del Nilo debe haber pasado dentro de varios  miles de años.

Strabo (63 a. Cristo -19 después Cristo): Movimiento de la tierra en la forma vertical: por eso hay fósiles del mar en las montañas altas. Explicación de las fuerzas tectónicas.

Avicena (980-1037): Clasificación de Minerales, descripción de las rocas sedimentarias, erosión. Los procesos geológicos son lento no como un diluvio en acción.

Biruni (973-1048): Medición del peso específico de los minerales.

Leonardo da Vinci (1452-1519): Describió la fosilización, el cambio de un animal a un fósil. Rechazó la idea de un diluvio mundial.

Fracastoro (1517): ¿Porqué se murieron los animales qué vivieron en el mar a causa de un diluvio mundial? (La mayoría de los científicos de esta época indicaron los fósiles como un apoyo de la teoría de un diluvio global)

Agricola (1494-1555): Los primeros libros científicos sobre la geología y metalurgia ( " De re metallica"). · Texto en el www:

Steno o Stensen, Nils (1638-1687): La primera ley geológica: Los estratos superiores son más jóvenes que los estratos inferiores.

El siglo 18: Dos teorías en competencia: a) Neptunistas: Todas las rocas tienen sus raíces en la

deposición en los mares(WERNER) b) Plutonistas o Vulcanistas: Todas las rocas se forman por magma (vienen de una fundición) (HUTTON)

Smith, William (1769-1839): Segunda ley geológica: Cada estrato tiene su contenido característico en fósiles.

Lyell (1797-1875): Principio de actualismo: Los procesos en el pasado fueron los mismos como hoy y viceversa.

Darwin, Charles: Publicó 1859 "On the Origin of species by natural selection. La teoría de la evolución por selección natural.

Dana (1873): Teoría de los geosinclinales: explicación de la formación de montañas; rechazo de acciones catastróficos como formador de montañas

Kelvin (1897): Kelvin dedujo la edad de la tierra por su velocidad del enfriamiento: 20-40 millones años (no tomó en cuenta la radioactividad). Kelvin nombró ROENTGEN (descubridor de los rayos X) un estafador. (Kelvin: "Los rayos del señor Roentgen se van a descubrir como fraude".)

Rutherford (1905): Primer medición de una edad absoluta (U/He): Edad de la tierra mayor de 2 ga. (2.000.000.000).

Hasta 1906: Teorías geotectónicas: teoría de la expansión de la tierra, teoría de la contracción de la tierra y la teoría de geosinclinales (Todas las teorías usaban continentes fijos-estables)

Hasta 1906: Teorías geotectónicas: teoría de la expansión de la tierra, teoría de la contracción de la tierra y la teoría de geosinclinales (Todas las teorías usaban continentes fijos-estables)

Wegener (1912) Teoría de la deriva continental: Los continentes están flotando (se mueven) algunos se separaron o se chocaron: Está teoría fue rechazada en está época, pero en la década de los 60 y 70 fue aceptada por la gran mayoría de los científicos.

Nier & Mattauch (1930): Primer espectrómetro de masas, para determinar diferentes isótopos de un elemento.

Schuchert (1931): Datación radiométrica de la tierra con 4 ga. (4 giga años= 4.000.000.000 años).

Georges Gamow, (1935): Teoria del big bang: manifiesta que el origen del Sistema Solar es producto de una gran explosión estelar.

1.2 Definición de Geología

Los proyectos para explorar el espacio despiertan interés, pero aún se desconoce muchas cosas de nuestro planeta, sea montañas, planicies, costas, fondos submarinos, origen del hombre, origen del universo, que han intrigado el pensamiento humano a través de su historia como, qué sostiene a los continentes sobre las amplias cuencas marinas?; cómo se originó el sistema solar; qué fuerzas han elevado la Cordillera de los Andes?; qué significan los terremotos, volcanes, valles?, qué sabemos sobre el origen del hombre y de todo ser viviente irracional?, cómo desaparecieron los dinosaurios? cuál es la profundidad más grande y cómo se origino? Y desde cuándo existe el hombre en el escenario terrestre?, son algunas interrogantes por descifrar.

La Geología, del griego geo “tierra” y logos “tratado” ciencia de la tierra, trata de dar respuesta parcial a algunas de nuestras

preguntas. Es una ciencia que trata de la Tierra, de su constitución y su estructura, su historia y su vida pasada, así

como los fenómenos que ocurrieron en ella y que aún continúan. El estudio de la geología se divide generalmente en Geología Física y Geología Histórica, donde la primera estudia la constitución y propiedades de los materiales que conforman la tierra, así como su distribución en todo el globo terráqueo,

los procesos que lo formaron y alteraron, la forma que han sido transportados y distorsionados, así como la naturaleza y

evolución de su paisaje, mientras que la geología histórica, estudia la evolución de la vida en la Tierra, desde sus formas más elementales hasta la flora y fauna actual, también estudia los cambios que ha sufrido la Tierra desde épocas geológicas

pasadas a través de 4000 ó 5000 millones de años.

1.3 Relaciones con otras Ciencias

Aún cuando la geología es una ciencia independiente, se basa fundamentalmente en la astronomía, la química, la física, la biología, y está íntimamente ligada a la geografía, antropología, arqueología y economía, entre otras.

El propósito principal de dar a conocer las incógnitas arriba descritas, no es sólo reunir hechos, sino, lo que es más importante, buscar principios que ayuden a explicarlos, y nos los da algunas ciencias afines: la física, que trata de las leyes de la energía y de la estructura atómica, que permite comprender los fenómenos que actúan sobre la corteza terrestre y las respuestas de éstos; la química que se refiere a la composición y a las interacciones de los materiales; la biología comprende la forma, constitución y funciones de los seres vivos, y en cuanto al lugar que ocupamos en el espacio se recurre a la astronomía.

1.3 Relaciones con otras Ciencias

1.4 Zonas externas de la Tierra

La Tierra consta de varias envolturas:La atmósfera, envoltura aérea, constituida por nitrógeno y oxígeno esencialmente, acompañada de pequeñas cantidades de vapor de agua, gas carbónico y unos gases nobles como el Argón.La hidrosfera, envoltura hídrica que abarca la totalidad de agua dulce, salada, sean superficiales o subterráneas.La litosfera, constituye la parte pétrea y sólida externa de la Tierra, constituida por rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas y los constituyentes mineralógicos correspondientes. La litosfera es el principal objeto de estudio de la Geología. La biosfera, es aquella envoltura terrestre donde tiene lugar el desarrollo de la vida orgánica y abarca la atmósfera, hidrosfera y la parte superior de la litosfera.

1.4 Zonas externas de la Tierra

1.5 Especialidades de la Geología

Geofísica: Estudio de la física de la tierra: anomalías de gravedad, discontinuidades en la prolongación de ondas sísmicas- sismología, campo magnético de la tierra. Hace uso de instrumentación científica, y aplica principios físicos a la resolución de muchos de los principales problemas de la tierra.Geoquímica: La distribución de los elementos químicos en distintas partes de la corteza terrestre. Composición química de diferentes rocas y minerales. Mineralogía: Estudio de los minerales: Estructuras internas de los minerales, composición química, clasificación. Petrología: Estudio de las rocas, su origen, los procesos de su formación, su composición. Petrografía: Es un ramo de la petrología, que se ocupa de la descripción de las rocas, de su contenido mineral y de su textura, de la clasificación de las rocas.

Geoquímica: Estudia la distribución y la abundancia de los elementos en las distintas partes de la tierra, y 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). Geología Regional: Estudia la geología de distintas regiones como de América de Sur, de Europa, de Perú, de Tacna, es decir la historia geológica, la distribución de las rocas, de los yacimientos, el estilo de deformación de las rocas de la región en cuestión entre otros.

Geología Histórica: Estudio de épocas geológicas pasadas, desde la formación de la tierra aproximadamente 4,6 Ga (=4600Ma) atrás, hasta la actualidad. De cada época se estudia los procesos geológicos importantes, que han ocurrido en la tierra, la composición y estructura de la tierra y de la atmósfera, la posición de los polos y de los continentes, dónde se han formado montañas y cuencas sedimentarias, el desarrollo de la vida en cada época, cuando aparecieron las distintas formas de la vida. Una herramienta importante de la Geología Histórica es la Geocronología

Paleontología: Estudio de la vida de épocas geológicas pasadas; estudio de los fósiles: Clasificación, reconocimiento. Mejorar el conocimiento de la evolución.

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).

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.

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.

Geología dinámica: Trata de las fuerzas y movimientos de la Tierra, los procesos que ocurren en el interior de la Tierra, y que a su vez se subdividen en Geodinámica Externa y Geodinámica Interna que originan montañas, volcanes, etc.

Geología Aplicada: Trata de la ubicación y explotación de materias primas, tipo depósitos metálicos y no metálicos, petróleo, hierro, carbón, suelo agrícola, aguas subterráneas, materiales para la industria de la construcción, características del terreno para la construcción de embalses y represas

1.6 Importancia de la geología en la Ingeniería

Actualmente el interés por conocer la Tierra no está circunscrito sólo a la curiosidad humana. Muchos de los recursos básicos forman parte de la Tierra: así se tiene que el suelo produce alimentos para la humanidad y a otros seres vivos; la vegetación es el pulmón del hombre; los combustibles: minerales- petróleo, carbón, gas natural-; los metales y minerales para la industria. Estos materiales constituyen la razón de ser de nuestra civilización, así como la ampliación y conservación de los recursos disponibles, y la competencia por su control, desempeña programas políticos en las naciones. Se necesitan habilidades y destrezas máximas para encontrar y utilizar éstos recursos básicos, y naturalmente lo ha desarrollado la profesión de Geólogo, que hace uso práctico de los conocimientos derivados de estudio científicos y técnicos, a la vez que contribuye mucho a la investigación científica.

Actualmente en Perú, la mayoría de los Geólogos están trabajando en la industria minera y petrolera, otros en proyectos ingenieriles como: geotecnia, construcción de acueductos, túneles, presas, carreteras, aeropuertos, puertos, hidrogeología, geofísica, perforaciones, industria de la construcción , proyectos hidráulicos, ferrocarriles, en obras que requieran excavaciones a gran escala así como en levantamientos y mapas geológicos locales, regionales y nacionales a través de instituciones reconocidas INGEMMET, IGN, así como el ejercicio libre de la profesión, docencia universitaria, consultoría, otros.

1.7 Sistema Solar

Mucho se ha escrito sobre el origen del sistema solar, para lo cual diversos científicos han postulado hipótesis cada vez más espectaculares sobre el origen del sistema solar, que servirá de trabajo monográfico del estudiante, y que a continuación se describe algunas hipótesis:

Hipótesis del Origen Nebular, Manuel Kant presentó la primera hipótesis científica del Origen de la tierra en 1755. En 1766, ésta hipótesis fue desarrollada por el matemático y astrónomo Frances Pierre Simón la Placé.

Hipótesis Planetesimal (1905), el Geólogo Thomas C. Chamberlin y el Astrónomo F.R Moulton, postulan que el origen del Sistema Planetario es el efecto de un paso de una estrella bastante cerca de nuestro sol que provocaron mareas que desgarraron parcialmente al Sol, formando planetas.Teoría de la nube de polvo (1946), Fred Whipple postuló que nuestro Sistema Solar pudo haberse originado en una turbulencia de gas y polvo de masa total semejante a la masa actual del Sistema solar, donde las colisiones entre las partículas motivaron su agrupación y finalmente constituyeron las masas planetarias y los satélites.

La teoría del Big Bang sobre el origen del Universo es, en la actualidad, generalmente aceptada. Georges Gamow, un físico nuclear formado en Rusia pero que hizo carrera en Estados Unidos, es considerado en general como el primer investigador que reflexionó seriamente sobre este problema de los orígenes del Universo. En 1935, se concentró en las reacciones nucleares susceptibles de haberse producido cuando toda la materia estaba al menos tan caliente y era tan densa como en el núcleo de las estrellas actuales y fue imponiéndose dentro del mundo científico, tanto por las pruebas teóricas que han ido apareciendo como por aquéllas que surgieron de la observación del Universo.

1.8 La Tierra como Planeta Vía Láctea, también llamada Galaxia, son agrupamiento de estrellas en forma de disco a manera de espiral, que incluye al Sol y al Sistema Solar. A través de grandes telescopios, construidos para tal fin, la Galaxia aparece como una banda débilmente luminosa que se puede observar de noche extendiéndose a través del cielo, sobre todo en las noches de verano claras y sin luna. Antiguamente a esta banda se la llamó Vía Láctea (también Camino de Santiago), nombre que en la actualidad hace referencia a toda la galaxia. Se estima que contiene más de 100.000 millones de estrellas, aunque algunos científicos calculan por lo menos de 200.000 a 400.000 millones y otros dicen que hay de 5 a 10 billones de estrellas en la galaxia Vía Láctea.

El diámetro es tan grande, que si uno viajara a la velocidad de la luz (299.792 Km/s) ¡le tomaría 100.00 años cruzarla!, ¿cuántos km. es esto?, tomando en cuenta que la luz viaja aproximadamente 10 billones km/año que multiplicado por 100.00, el diámetro es de 1 trillón de km, y la distancia media entre las estrellas dentro de la galaxia Vía Láctea es de unos seis años luz ( aprox. 60 billones de km.). Una de estas estrellas de poco brillo y tamaño mediano, situada en la parte media y lejana de su centro es nuestro Sol, alrededor del cual giran nueve planetas con sus satélites, infinidad de asteroides y cometas, constituyendo el sistema solar.

Fotografía de nuestra Galaxia, Vía Láctea. De sus brazos conocidos, nosotros nos encontramos en el denominado Brazo de Orion. Las estrellas más viejas (color rojas) se encuentran hacia el centro de la misma. Se ven cúmulos de estrellas brillantes con áreas oscuras de polvo y gas.

1.9 Composición del planeta

Tierra El tercer planeta del Sistema Solar, en orden de distancia al Sol (aprox. 150 millones de km) es nuestra Tierra, siendo su forma casi esférica (geoide) achatado por los polos y ensanchado en el Ecuador. La distancia desde el centro de la Tierra al Ecuador es de 6378,4 km. y la distancia desde el mismo centro a los polos es de 6356,9 km, lo que nos da una diferencia entre el radio ecuatorial y el polar de unos 21,5 km aproximadamente. La densidad media terrestre fue posible conocerla con bastante exactitud una vez que se conocieron el volumen y la masa de la tierra, cuyas características son las siguientes:

* Circunferencia media 40 009 km* Diámetro medio 12 742 km* Volumen 1083 . 10³·³ km³* Superficie 510 . 10²·³ km²* Masa o peso 5,6 . 10²¹ tm.* Densidad media global 5,5 g/cm³* Superficie de los continentes 148,9 . 10²·³ km²* Superficie de los Océanos 361,1 . 10²·³ km²* Volumen de los Océanos 1,3722 . 10³·³ km³* Masa de los Océanos 1,422 . 10¹³+¹ tm* Masa de la atmósfera 5,098 . 10¹²+² tmVolumen del hielo actual 36 . 10³·² km³

La Tierra es un planeta pequeño con un diámetro aproximado de 12 742 km, y en su órbita circular viaja a 29,79 km/s, completando una revolución alrededor del Sol cada año y sobre su eje en un día (24 horas), y se cree que esta conformada en capas concéntricas, de arriba a abajo, por una Corteza Terrestre sólida (litosfera), cuya potencia varía en los continentes, entre 30 a 40 km. de espesor llegando hasta 70 km. bajo las cordilleras montañosas y de 6 a 15 km. bajo los océanos, debajo encontramos el Manto que presenta estados rígidos y fluidos y está formado por silicatos pesados de hierro y magnesio según investigaciones geofísicos, puesto que trasmite a altas velocidades las vibraciones sísmicas longitudinales y transversales, luego se encuentra el Núcleo que se cree está formado fundamentalmente de hierro metálico asociado a una mezcla de níquel y cromo en un estado fluido, pues no transmite las ondas sísmicas transversales, mientras que la parte interna pudiera estar al estado sólido y se cree que es metálico de composición similar al externo, pues las ondas sísmicas longitudinales se presentan con cierta aceleración.

Estructura interna del Planeta Tierra

CAPITULO II

CORTEZA TERRESTREDel enorme globo terráqueo al hombre sólo le es dado conocer directamente las parte más externa, con espesores de unos cuantos kilómetros, como que la perforación más profunda realizada hasta la fecha, alcanza un poco más de 10 kilómetros y el resto a través de informaciones sísmicas y deducciones de tipo geofísico y qeoquímico. El conocimiento detallado de la naturaleza y composición de la corteza aún no se puede determinar con precisión, puesto que uno puede inferir, haciendo uso de relaciones estratigráficas, que las investigaciones se pueden llegar, en algunos lugares, a una profundidad de 61 km. que aún es una distancia pequeña por debajo de la superficie. Hasta las irregularidades sobre la superficie como las cordilleras montañosas y las profundidades oceánicas

son de pequeña importancia cuando se le compara con el globo terrestre, así se tiene que el Monte Everest, la montaña más alta con 8848 m.s.n.m, y la profundidad más grande conocida por el hombre, que se ubica en el Océano Pacífico con 11 776 m.d.n.m, que sumadas dan 20 624 m. que es el 1,5% del diámetro total de la Tierra ; y si se toma en cuenta el promedio de las tierras altas y profundidades del océano (420 y 3 600m, respectivamente), la cifra es apenas el 0.03%.

Estructura Interna de la Tierra

Composición interna de la Tierra

2.1 Materiales que constituyen la Corteza Terrestre

2.1.1 Minerales y RocasSi se examina un pedazo de cualquier roca, preferentemente

de grano grueso como granito, granodiorita, sienita, gneis, pórfido, arenisca, para estudiarla a simple vista o al microscopio, se observará una serie de granos distintos por su color, transparencia, exfoliación, etc. que se denomina mineral, y que poseen una composición química homogénea y determinada, con una estructura cristalina fija, originado naturalmente en la corteza y con unas características físicas y químicas definidas, que suelen variar muy poco.

La unión de todos ellos hace que su conjunto se transforme en una roca, que puede considerarse como un agregado o asociación de granos minerales, ya sean iguales o distintos. Ello significa que cada roca estará definida por la presencia de unos

ciertos minerales, en proporciones distintas dentro de cada tipo de roca. Si falta uno de estos, se tratará de otro tipo de roca, o en todo caso, de una variedad de la misma. Estos minerales se llaman, esenciales, puesto que sin su presencia la roca considerada pertenecerá a otra clase, por ejemplo en el granito los minerales esenciales son el cuarzo, el feldespato ortosa y la mica negra o biotita, la ausencia de uno de éstos, determina que la roca no puede ser considerada como un granito. También existen otros minerales denominados accesorios, que no modifican la naturaleza de las rocas, que pueden faltar o estar presentes sin que por ello deba ser considerada como perteneciente a otro tipo, por ejemplo tomando el ejemplo anterior la presencia de magnetita o zircón no modifica la naturaleza granítica de la roca.El estudio detallado y la investigación de los minerales en laboratorio es un trabajo fascinante, como el uso de secciones delgadas de rocas y minerales, que se colocan sobre portaobjetos de vidrio y ser examinadas a través del microscopio.

2.2 Clasificación de las Rocas

El criterio generalmente aceptado por la mayoría de autores es el genético-mineralógico, es decir, las rocas son clasificadas de acuerdo con su modo de formación u origen y posteriormente de acuerdo con los minerales que la forman en las divisiones sucesivas. Según este criterio, las rocas se dividen en tres grandes tipos o clases: ígneas, sedimentarias y metamórficas, según se hayan formado por cristalización del magma tanto en superficie como en profundidad, por acumulación y consolidación de restos de rocas preexistentes, o bien por medio de transformaciones de las dos clases anteriores (ígneas y sedimentarias) bajo la acción de los agentes físicos (temperatura, presión) o químicos (aporte de elementos químicos extraños a la misma).

Rocas IgneasSe forman por la solidificación del magma y que son masas de silicatos fundidos, tanto en profundidad como en superficie, son de dos clases principales: extrusivas, que son arrojadas a la superficie de la Tierra e intrusivas, que son grandes masas de roca que no se han enfriado en contacto con la atmósfera o medio ambiente. Inicialmente, ambas fueron magma en fusión, y su estado actual es el resultado de la forma en que solidificaron. Cuando ocurre una violenta erupción volcánica, algunos materiales serán arrojados con expulsiones de gases, dentro de la atmósfera, donde se enfrían rápidamente y luego caen a la superficie de la tierra como ceniza volcánica y polvo.La temperatura de las rocas fundidas llega hasta los 2 000ºC aproximadamente, llamado magma y que se forma en el interior de la corteza terrestre y en el manto superior por los mismos procesos que causan el levantamiento de la corteza y la formación de cadenas montañosas. La roca fundida puede penetrar en regiones donde se están formando montañas y, al enfriarse y cristalizarse, pasan a constituir

el basamento de rocas igneas sólidas, este proceso genera la formación de grandes masas de rocas igneas de cientos o miles de kilómetros de longitud que siguen la líneas de las cadenas montañosas, sierras o cordilleras, en cuya longitud existen volcanes activos.

Los volcanes activos están profusamente distribuidos por toda la superficie terrestre, y en algunos de ellos se puede observar las rocas ígneas en formación. Estas rocas son de varias clases, todas ellas con características específicas. En una clase general se tienen los depósitos y capas de ceniza volcánica fina y lo fragmentos escoriáceos arrojados durante las erupciones volcánicas violentas; estos son los productos fragmentarios. Otra clase general de rocas extrusivas o volcánicas son los flujos de lava, constituidos por masas de silicatos fundidos que corren sobre el suelo, fluyendo como capas o corrientes calientes o colada de lava y que al enfriarse forman masas de rocas de colores varios y se les reconoce por el recocido de las rocas por donde fluyen. Algunos flujos se solidifican rápidamente y forman vidrio natural u obsidiana, otros que ocupan grandes extensiones, demoran meses y a

veces años para enfriarse completamente. Las rocas intrusivas, que se enfrían y solidifican bajo presión y a grandes profundidades y que contienen gases atrapados, son de textura cristalina, dura e impermeables, se presentan en masas de gran extensión y de profundidades en campana, y si se les encuentran en superficie es por procesos tectónicos. Los dique, lacolito, batolito, stocks son algunas formas que presentan las rocas igneas.

Rocas Acida Mayormente con cuarzo

Neutra Poco o nada de cuarzo

Básica Sin cuarzo

Volcánica Riolita Andesita - Traquita

Basalto

Plutónica Granito Diorita - Sienita Gabro

Principales rocas igneas

Plutón Granito

Rocas Acida Mayormente con cuarzo

Neutra Poco o nada de cuarzo

Básica Sin cuarzo

Volcánica Riolita Andesita - Traquita

Basalto

Plutónica Granito Diorita - Sienita Gabro

Principales rocas igneas

2.2.2 Rocas SedimentariasEste tipo de rocas ocupan entre el 10 y 20% del volumen de la corteza y afloran un 75%, ello hace para el geólogo tengan una gran importancia, especialmente en la ubicación de material de construcción, y de buenos acuíferos. Estas rocas por lo general son el producto del intemperismo y desintegración de rocas preexistentes, cuyos capas sedimentarias de variado espesor representan acumulaciones a través de largos periodo de tiempo y están constituidos por gravas, guijarros, arena, limos y arcillas, junto con depósitos de origen químico u orgánico, que por fenómenos de litificación se han compactado y cementado para formar rocas sólidas y firmes, dando lugar a las rocas sedimentarias. Grandes extensiones de la superficie terrestre han sido alternativamente fondos marinos y tierras elevadas por tectonismo y que sirven de registros de la historia geológica, como que en sitios ahora muy elevados se encuentren depósitos marinos en las partes superiores de los Montes Himalayas, en Cerro Pelado (Palca – Tacna)

* Conglomerado, la grava gruesa o fina cuando se encuentra cementada Constituye el Conglomerado. Brecha, semejante al conglomerado, y se caracteriza por el carácter anguloso de los fragmentos que las componen, cuya denominación debería usarse para distinguir si se refiere a una roca sedimentaria, volcánica o de otro origen. Ejemplo brecha de falla, que se forma por la trituración de las rocas en los movimientos provocados por fallas.Arenisca, formada por granos de arena de composición granulométrica relativamente homogénea, pero siempre unidos por un cemento y pueden ser gruesas que se aproximan a un conglomerado y las finas pueden pasar a limonita. Lutita, formada por arcilla y limo compactado, es de grano tan fino que parece homogénea a simple vista, de tacto suave y graso, pero si presenta algo de arena fina o limo grueso, se siente áspera, y se parten en capas delgadas o en láminas.

Loess, son depósitos pulverulentos, de grano muy fino, de origen eólico, amorfo, poco o nada cementado, de naturaleza sílico-margosa, compuesto esencialmente por granos de cuarzo, feldespatos, arcillas y micas.

Arcillas, Son las que poseen el grano más fino, con una gran complejidad mineralógica y difícil estudio.

Caliza, roca de origen químico, compuesto por carbonatos cálcicos (CO3Ca) más o menos impuros, que consta principalmente de calcita, se le asigna un carácter orgánico por su génesis (orgánico marino tipo conchas).

Rocas Metamórficas

En geología el significado de metamorfismo es el cambio de una clase de roca preexistente en otra clase, por debajo de la zona de intemperismo y sin la fusión completa producto de la actividad ígnea. Estas rocas pueden ser igneas, sedimentarias o metamórficas preexistentes, que han sido sometidas a intensas compresiones y tensiones causadas por los grandes movimientos corticales y el excesivo calor motivado por el enfriamiento de las rocas intrusivas o por la penetración de líquidos y vapores calientes. Los cambios metamórficos suelen producirse esencialmente en estado sólido. Se pueden señalar tres tipos de metamorfismo atendiendo el marco geológico: metamorfismo de contacto, metamorfismo dinámico y metamorfismo regional.

El metamorfismo usualmente ocurre en el lugar donde las placas se unen.Las rocas son calentadas y se encuentran a alta presión.

Ciclo de las rocas

Todas las rocas igneas, se han formado por consolidación y cristalización del magma, donde los procesos externos de denudación (meteorización y erosión), atacan toda clase de rocas para formar en una primera fase sedimentos, los cuales por litificación pasan a constituir rocas sedimentarias. Tanto las rocas sedimentarias como igneas por procesos de metamorfismo, pueden convertirse en rocas metamórficas. Los materiales rocosos pueden fundirse total o parcialmente para formar nuevos magmas, completándose de esta manera el ciclo evolutivo de las rocas.

Ciclo de las Rocas

Reconocimiento de las Rocas: Escala de Mhos

En el campo puede reconocerse algunos tipos de rocas que el ingeniero debe saber reconocer en el campo y con ello el uso que ha de hacer con ellas, no solo como materiales de construcción sino también como fundamento en muchas estructuras a proyectarse y erguirse.Martillo de geólogoLupa de bolsillo de 10 a 12 xNavaja para determinar la durezaAcido clorhídrico para determinar rocas carbonatadasImán, para distinguir la magnetita

Escala de Dureza de MOHS

Dureza Mineral Característica

1 Talco Puede rayarse con la uña

2 Yeso Puede rayarse con la uña

3 Calcita Se corta fácil con la navaja

4 Fluorita Se raya con la navaja

5 Apatito Se raya con la navaja

6 Ortosa Se raya difícilmente con la navaja

7 Cuarzo No lo raya el acero (navaja, clavo etc)

8 Topacio No lo raya el acero. Raya al cuarzo

9 Corindón Raya al Topacio

10 Diamante Raya a todos

CAPITULO III

INTEMPERISMO Se designa con el término de INTEMPERISMO o METEORIZACION a la acción combinada de procesos, tanto climáticos, biológicos, antropológicos etc. mediante los cuales la roca es descompuesta y desintegrada debido a la exposición continua a los agente atmosféricos, transformando a las rocas masivas y duras en fragmentado cada vez más pequeños o residuos, que luego son transportados por diversos agentes (agua corriente, hielo glaciar, olas y viento), y también son acarreados por la influencia de la gravedad para acumularse en otros lugares, o quedar como terreno residual, IN SITU.Sin embargo algunos productos del intemperismo permanecen en el mismo sitio donde se formaron y se incorporan a las rocas del lugar, ciertas menas como las del aluminio por ejemplo, son en realidad antiguas zonas de intemperismo.

Estos procesos de desintegración debido al fenómeno de intemperismo, hacen que las rocas se rompan en pedazos y en variadas formas, considerando únicamente las formas que presentan los fragmentos rocosos, las rocas compuestas de minerales de grano grueso, se disgregan generalmente grano a grano, dicha rotura se denomina desintegración granular (fig.1).

Fig. 1 Desintegración Granular

Fig. 2 Descamación Fig. 3 Fragmentación en Bloques

Fig. 4 Fragmentación Irregular

CLASES DE INTEMPERISMO

Existen dos tipos generales de intemperismo: el MECANICO o FÍSICO y el QUIMICO. En la naturaleza es difícil separar estos dos porque a menudo van juntos, aunque en determinados ambientes predomina uno u otro.INTEMPERISMO MECÁNICO O FÍSICO Es un proceso de desintegración de las rocas en fragmentos cada vez más pequeños, sin existir cambios en su composición química como resultado de la energía desarrollada por las fuerzas físicas. Por ejemplo, cuando el agua se congela en una roca fracturada, la presión debida a la expansión del agua congelada puede desarrollar suficiente energía para astillar fragmentos de la roca.

Los cambios de temperatura rápidos y elevados, pueden provocar el intemperismo mecánico de la roca, como así también los incendios de bosques o de maleza, generan calor suficiente para romperla. El calentamiento rápido y violento de la zona exterior de la roca provoca su expansión, y si ésta es bastante grande, se desprenden hojuelas o fragmentos más grandes de la roca. El hielo es mucho más efectivo que el calor para producir intemperismo mecánico. Esta expansión del agua, a medida que pasa del estado líquido al estado sólido, desarrolla presiones dirigidas hacia fuera desde las paredes interiores de la roca. Tales presiones son lo suficientemente grandes como para desprender fragmentos de la superficie de la roca.El agua que llena las cavidades y los poros de una roca, por los común, empieza a congelarse en su parte superior, por el contacto con el aire frío.

EXFOLIACIÓNEs un proceso de intemperismo mecánico, que se produce por acción de fuerzas físicas internas, en donde se separan de una roca grande placas curvas a manera de costras. Este proceso origina dos rasgos bastante comunes en el paisaje: unas colinas grandes abovedadas, llamadas domos de exfoliación y peñascos redondeados llamados comúnmente, cantos rodados, los cuales son intemperizados esferoidalmente.DOMOS DE EXFOLIACIÓN: en muchas rocas macizas existen fracturas o planos de separación llamadas Juntas. Estas juntas forman curvas amplias más o menos paralelas a la superficie de la roca. Bajo ciertas condiciones, una tras otra de estas hojas curvas, separadas por las juntas, se descascaran o separan de la masa de roca. Finalmente, se desarrolla un cerro o una colina de roca, con superficie curva, de tipo dómico (fig.5).

Fig. 5 Tipos de Domos de Exfoliación

Fig. 6 Peñascos Redondeados

INTEMPERISMO QUÍMICO

Llamado algunas veces descomposición, es un proceso más complejo que el intemperismo mecánico pero siempre están acompañadas una a la otra.El intemperismo químico, en realidad, transforma el material original en algo más diferente. Por ejemplo, la meteorización química denota cambios en las propiedades químicas de los minerales primitivos que integran la roca, transformándolos en nuevos minerales que sean más estables en las temperaturas y presiones relativamente bajas existentes en la superficie terrestre.El tamaño de las partículas de rocas es un factor extremadamente importante en el intemperismo químico, dado que las sustancias pueden reaccionar químicamente sólo cuando se ponen en contacto unos con otros. Cuanto más grande es la superficie de una partícula, más vulnerable resulta el ataque químico.

MOVIMIENTOS DE DERRUBIO A pesar de que la gravedad empuja continuamente a los materiales hacia niveles más bajos, en todas partes de la superficie terrestre, el substrato rocoso, que es fuerte y esta bien sostenido permanece inmóvil en su sitio, pero si una zona escarpada por la remoción de las rocas de la base, o sea, el socavamiento de las mismas; provocaría que el substrato rocoso se fracturara y caería o se deslizaría hasta encontrar una nueva posición en reposo.El suelo y el manto detrítico, al tener poco material unido, son mucho más susceptibles a los movimientos gravitatorios.

REPTACIÓN DEL SUELO Este proceso, es un movimiento descendente extremadamente lento del suelo y del manto detrítico. Por ejemplo, algunas veces podemos observar en el paisaje bloques de diferentes tipos de roca, vertiente abajo lejos de su afloramiento original. En la figura 7, muestra algunos de los hechos que demuestra este fenómeno.

Fig. 7 Reptación del suelo

DESPRENDIMIENTO DE TIERRA Si las pendientes son abruptas, pueden deslizarse por ellas en pocas horas grandes masas de suelo, manto o lecho rocoso, empapados en agua, en forma de desprendimiento de tierras. (fig.8, 9 y 10); este desprendimiento, origina terrazas en forma escalonada limitadas por escarpas arqueadas, combándose al descender.

Fig. 8 Fig. 9 Fig.11 Colada de barro

COLADAS DE BARRO Una de las formas más espectaculares de movimiento de tierras son las Coladas de barro; corrientes de barros fluido que se deslizan por los cañadones de zonas montañosas (fig.11). En los desiertos, donde la vegetación no protege el suelo de las montañas, las violentas tormentas locales originan agua mucho más rápidamente de lo que puede ser absorbida por el suelo. Al descender, se forma un barro fluido tan espeso, en algunos casos, que queda detenido. En su deslizamiento arrastran grandes piedras envueltas en dicho fluido, lo que ocasiona la destrucción de lo que encuentra a su paso.Las coladas de barro también se pueden originar en las laderas de los volcanes en erupción. La ceniza y el polvo volcánico recién caídos, si llueve después torrencialmente, se convierten en barro, que se desliza por las laderas del volcán.

Deslizamientos de Tierra

Es un rápido movimiento de grandes masas de rocas con un pequeño o nulo flujo de materiales en las primeras etapas del deslizamiento. Las dos formas básicas de deslizamiento son:Deslizamiento de roca en el cual la masa de substrato rocoso rebaja sobre un plano inclinado, como puede ser una falla. Slump, en el que grandes masas de substrato rocoso o tierra se deslizan desde un acantilado girando al mismo tiempo respecto a un eje horizontal (fig.12), como la roca débil se erosiona en la base del acantilado, cuando alcanza el punto de fractura, se rompe en un enorme bloque que se desliza hacia abajo, dichos bloques pueden alcanzar hasta 2 o 3 kilómetros de longitud y 150 metros de espesor. Los slump se originan a pequeña escala y por ello se pueden ver a lo largo de los márgenes en que el río excava o de los acantilados marinos. Fig.13

Fig.12 Colada de Barro Fig. 13 Deslizamiento

CAÍDA DE ROCAS Y FORMACIÓN DE TALUDES

El proceso de movimiento de masas es el de caída libre o el de rodadura de masas individuales de roca desde un acantilado. Los fragmentos, pueden ser pequeños como granos de arena o grandes como una manzana de casas; todo ello va a depender del tamaño del acantilado y del modo en que han roto las rocas. Los bloques desprendidos dejan cicatrices visibles en el paisaje (Foto 1).

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