CONCEPTOS BÁSICOS DE GEOLOGÍA DISCIPLINAS GEOLOGICAS O ESPECIALIDADES GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA
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- Esteban Montero Toro
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1 GEOLOGÍA CONCEPTOS BÁSICOS DE GEOLOGÍA DISCIPLINAS GEOLOGICAS O ESPECIALIDADES GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA Objetivos del conocimiento de la Geología Formación de la Corteza Terrestre Procesos Geológicos Teorías de formación de los continentes Indice 1 1
2 CONCEPTOS DE GEOLOGIA GEOLOGIA : Es la ciencia que se ocupa del estudio de las características representativas, origen transformación en el tiempo de nuestro planeta. Es una de las Ciencias de la Tierra : Geografía : Estudio de la superficie y su relación con los organismos vivos Oceanografía : Estudio de los océanos Meteorología : Estudio de la atmósfera Climatología : Investigación del clima Geofísica : Estudia la estructura, composición y desarrollo del planeta Sismología : Rama que estudia los terremotos Hidrología : Estudio del agua de la Tierra Geodesia : Investiga forma y dimensiones de la Tierra o una parte de ella 2 2
3 DISCIPLINAS GEOLOGICAS O ESPECIALIDADES Mineralogía : Estudio de los minerales Petrología : Estudio de las rocas; origen, condiciones, alteración y destrucción Paleontología : Estudio de la vida durante épocas geológicas pasadas Estratigrafía : Estudio de la formación, composición, secuencia, cronología y correlaciones de las rocas estratificadas Geología Estructural: Estudio de rasgos estructurales de las rocas Geología Dinámica : Estudio de los procesos que generan cambios ecológicos DISCIPLINAS GEOLOGICAS O ESPECIALIDADES Geomorfología: Geología Histórica: Estudio de la descripción e interpretación de las características del relieve terrestre. Estudio de la evolución cronológica de la tierra. Geología Económica: Aplicación de la geología al aprovechamiento de minerales, combustibles y otros. Otras especialidades son : Volcanología, Geología Marina, Geotecnia, Geología de Yacimientos Minerales, Hidrogeología, Geofísica, Geoquímica, etc. 3 3
4 GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA Objetivos del conocimiento de la Geología Conocimiento de materiales naturales, sus características, origen y modos de ocurrencia => Evaluación de emplazamientos y empréstitos. Conocimiento de las rocas y factores que afectan su calidad. Conocimiento de las aguas subterráneas => Planificación y diseño de obras. Conocimiento de formas de erosión por agua superficial => Trabajos de defensa fluvial, regular cauces. Capacidad para leer e interpretar informes y mapas => Igualar lenguajes. Capacidad para reconocer índole de los problemas geológicos. Formación De La Corteza Terrestre Núcleo interno ( Densidad 18T/m3 ) Núcleo externo ( Densidad T/m3 ) Barísfera NIFE Discontinuidad de Mohorovicic ( * ) Discontinuidad de Conrad ( * ) Pirósfera - SIMA Litósfera - SIAL Composición de la corteza terrestre : 53 % Oxígeno 26 % Silicio 7,5 % Aluminio 4,2 % Hierro 3,3 % Calcio, Magnesio, etc. La combinación de ellos forma los minerales (*) La noción de discontinuidad, da cuenta de las alteraciones que sufren las ondas sísmicas. 4 4
5 5 5
6 GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA Procesos Geológicos 1. Orogénesis : Periodos de deformaciones tectónicas que consiguen dar a la región una determinada estructura y levantamiento. 2. Volcanismo : Consisten en la penetración a la superficie de la Tierra y Magmatismo de roca en estado de fusión. 3. Erosión: Proceso que disgrega la roca en fragmentos más pequeños y al transporte superficial. 4. Meteorización : Alteraciones físico - químicas de las rocas, producto de entornos distintos a los que les dieron origen. Plegamiento Hundimiento Los procesos que llevan a la forma actual de la corteza son : Erosión Movimientos de la corteza : Levantamientos, Hundimientos y Plegamientos. GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA Teorías de formación de los continentes Teoría de la Deriva Continental Postula que los continentes se mueven sobre el magma, ya sea convergiendo o divergiendo entre ellos. Teoría de la Tectónica de Placas Es posterior a la teoría de la Deriva Continental. La corteza está formada por placas rígidas en movimiento,cuyos bordes se encuentran bajo el mar ( km de profundidad ). Estas placas se hunden en las zonas de subducción dando lugar a las fosas oceánicas, cadenas de volcanes, fallas, elevaciones y montañas. La litósfera está dividida en 8 grandes placas y otras menores, que se mueven a velocidad de 5 a 10 cm. por año. 6 6
7 7 7
8 Ir a secuencia GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA Las zonas de subducción generan las zonas de mayor riesgo sísmico del mundo. 8 8
9 9 9
10 Volver a inicio secuencia GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA GEOLOGÍA EN LA INGENIERIA Geología Aplicada Mecánica de Rocas GEOTECNIA Mecánica de Suelos Dinámica de Suelos 10 10
11 Indice ORIGEN DE LAS ROCAS CICLO DE FORMACION DE LAS ROCAS MODOS DE OCURRENCIA DE LAS ROCAS MINERALES QUE FORMAN LAS ROCA CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE ROCA USOS DE LAS ROCAS Indice 11 11
12 ORIGEN DE LAS ROCAS Roca : - Cualquier material sólido derivado de la corteza terrestre. - Masa natural coherente o suelto, que presenta propiedades físicas y de composición relativamente uniforme respecto al tipo de roca. Werner ( ) Hutton ( Plutonistas ) Todo proceso de formación de las rocas estaría condicionado por el agua Materiales remanentes de la corteza terrestre y volcánicos Rocas formadas por erosión, arrastre y depósitos. El calor interno y la presión de la tierra, son los responsables de las transformaciones o metamorfosis de rocas preexistentes ( igneas y sedimentarias ) Rocas Igneas Rocas Sedimentarias Rocas Metamórficas Intrusivas o Plutónicas Extrusivas o Volcánicas ORIGEN DE LAS ROCAS Tipos de Rocas Igneas Origen en el interior a partir de masas fundidas o magma Sedimentarias En la superficie por Sedimentación o Precipitación química Metamórficas Transformación roca existente por T y Presión; Esquistos, Pizarras, Gneiss, Mármoles Intrusivas Extrusivas Enfriamiento Rápido; Basaltos, Riolitas. Dietríticas Ruditas,Arenitas, Lutitas No dietríticas Evaporitas, Rocas Carbonatadas 12 12
13 CICLO DE FORMACION DE LAS ROCAS Roca Metamorfismo Erosión Física Química Suelo Residual Depósitos Sedimentarios Diagénesis :Transformación producto de T, presión y tiempo. Coluviones Eólicos Fluviales Glaciales Marinos Aluviales Lacustres Déltios - Estoriales Modos de Ocurrencia de las Rocas Igneas Sedimentarias Metamórficas Intrusivas : Estratificadas y Macizos Batolito, Diques o filones, Filones mantos. Extrusivas : Capas o mantos Capas o Mantos Estratificadas o Plegadas 13 13
14 Principales modos de ocurrencia de las rocas igneas. Lacolito Dique Batolito Representación esquemática de algunos tipos de pliegues, propios de Rocas Sedimentarias y Metamórficas
15 Estratificación en cerros del Cajón del Maipo 15 15
16 MINERALES QUE FORMAN LAS ROCAS El numero de minerales componentes de las rocas sobrepasa los Son pocos los que conforman en mayor proporción la estructura de las rocas En general, son minerales No Metálicos Feldespatos Ortoclasa, Plagioclasa, Microlina (Al, Si, K, Ca, Na y Ba ) GRUPO O FAMILIA Cuarzos Micas Piroxenos Anfiboles Cuarzo (SiO2 básicamente ) Biotita (blanca), Musconita (negra) Silicatos hidratados de Al + K + Mg Augita, Diópsido, Hiperstena ( Ca, Mg, Fe ) Actinolita, Hormablanda, Tremolita ( Ca, Mg y Fe ) Olivino Olivino ( Mg y Fe ) Feldespatos Kuarzo Piroxenos Micas Olivinos 16 16
17 CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE ROCA Granito Grandioritas Dioritas Riolitas : Color claro con tintes rosados por % de ortoclasa Cubre grandes extensiones Grano grueso ( cristales mayores a 1 mm ) En afloramientos recientes : Masivas, duras y resistentes En meteorización : maicillo o arcilla blanca a rojiza de tipo caolín ( rico en cuarzo ), si la meteorización es intensa : Similares al granito, con menor % de ortoclasa Color blanco, moteado de verde o negruzco : Similar a las anteriores, Homogéneas y grandes dimensiones Color gris claro a oscuro Maicillo es más limoso y con mayor % de finos arcillosos : Lavas generadoras de intrusivos dioríticos Color claro, rosado a rojizo, con líneas del flujo de la lava Grano fino con vidrio volcánico incoloro o azulado Existen en el norte de la Cordillera de los Andes CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE ROCA Andesitas Basaltos : Lavas generadoras de intrusivos dioríticos Color gris claro a oscuro, con poros producto del escape de gases Roca muy abundante en Chile : Lavas de magmas básicos Color gris oscuro a negruzco, de grano fino Similares a las andesitas, pero más oscuras y muy duras Frecuente en regiones de roca volcánica Tobas y Brechas : De estructura fragmental ( rocas y minerales ) Color claro por naturaleza ácida o riolíticas Color gris a oscuro Centro y sur de Chile Tobas son menores a 4mm y Brechas, mayores a 4mm 17 17
18 IGNEAS Granito Basalto Andesita Brecha CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE ROCA Conglomerados : Apariencia similar al hormigón, grava redondeada Muy resistentes y multicolores según rodados constituyentes Frecuente en Chile Areniscas Lutitas Calizas : Forma de granos reconocible con lupa (redondeada-desgastada) Colores diversos y gran cantidad de cuarzo Resistencia es función del cementante Se usa como piedra de construcción y fabricación de vidrio : Naturaleza de sus componentes fina o muy fina Abunda en paquetes estratificados, con planos de estratificación delgados Se meteorizan, constituyendo arcillas y limos endurecidos Muy abundante Existen arcillosas, carbonadas, calcáreas ( en cemento ) : Aspecto denso Contienen restos fósiles, en ciertas ocasiones Se reconocen con ácido clorhídrico diluido ( reacciona con el carbonato de calcio ) Se encuentra en espesores de varios metros 18 18
19 Sedimentarias Ercilla Caliza Conglomerado Arenisca CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE ROCA Pizarras: Filitas: Neises: Migmatitas: Anfibolitas: Lutita metamórfica de textura fina y apariencia densa Se quiebra en capas o lajas delgadas y paralelas Abundan en la Cordillera de la Costa Colores típicos : gris, negro, rojo y verde Uso en techos, aceras, mesas de juego Similar a las pizarras con grano más grueso y alto % de micáceos Rompe en lajas no regulares Posee bandas o fajas irregulares, curvadas o plegadas En Chile, aparece mezclado con granitos Roca muy metamorfoseado, generalmente de granito Similar a los neises y sólo diferenciables con microscopio Color negruzco, debido al % de anfíboles Común en la cordillera de la Costa, ligada a Neises y Migmatitas 19 19
20 Metamorficas pizarras USOS DE LAS ROCAS IGNEAS : Granito sano Granito descompuesto Rocas Volcánicas Rocas Basálticas Pórfidos : Pedraplenes : Subbases y bases : Según dureza, en bases : Aglomerados asfálticos u hormigones : Pavimentos SEDIMENTARIAS : Silíceas : Aridos para hormigón, asfaltos, fundaciones Aglomeradas : Cimientos Arcillosas : Malas para fundación Cálcicas : Taludes verticales, Fundaciones, rellenos, aglomerados asfálticos. METAMORFICAS : Fundación de terraplenes ( En el terraplén mismo no tiene capacidad de soporte y es alterable ) 20 20
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