Los materiales geológicos (sedimentos y depósitos superficiales) y su caracterización
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- Mercedes Salinas Cano
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1 MASTER EN TÉCNICAS DE ANÁLISIS, EVALUACIÓN Y GESTIÓN SOSTENIBLE DE PROCESOS Y RIESGOS NATURALES Universidad de Cantabria Los materiales geológicos (sedimentos y depósitos superficiales) y su caracterización Francisco Javier Barba Regidor Doctor en Geología 2007
2 1. PROGRAMA DE LA ASIGNATURA La materia se estructura en cuatro bloques que abordan el estudio del origen de los materiales terrestres superficiales y sus propiedades físicas. Factores que controlan la formación de los materiales superficiales: temas 1 a 3. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías resultantes: temas 4 a 7. El suelo: tema 8. Propiedades mecánicas de los materiales geológicos superficiales. Tema OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA El objetivo principal de esta asignatura es ofrecer una visión general y actualizada de la naturaleza de los procesos naturales que intervienen en la formación de los materiales superficiales, así como la importancia de las propiedades físicas de éstos cara a su ocupación humana. 3. OBJETIVOS ESPECIFICOS: APTITUDES/DESTREZAS Más específicamente, el alumno deberá: Identificar los materiales rocosos superficiales como el resultado de complejos procesos de interacción entre los sistemas terrestres. Conocer las características físicas y químicas de los materiales superficiales y los métodos que contribuyen a su caracterización. Reconocer la sedimentación como un proceso activo de formación de los materiales superficiales y de las geometrías y estructuras que éstos adoptan. Identificar el suelo como un producto más relacionado con los procesos superficiales, así como los factores que controlan los distintos tipos de suelos. Conocer y valorar las propiedades mecánicas de los materiales geológicos superficiales. 4. TEMARIO Tema 1. Factores que controlan la formación de los materiales superficiales. Tema 2. Los materiales superficiales: características generales (1). Tema 3. Los materiales superficiales: características generales (2). Tema 4. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías resultantes (1). Tema 5. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías resultantes (2). Tema 6. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías resultantes (3). Tema 7. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías resultantes (4). Tema 8. El suelo. Tema 9. Propiedades mecánicas de los materiales geológicos superficiales. El desarrollo de los contenidos a impartir se expone en las páginas siguientes junto con la bibliografía específica básica de cada uno de los temas.
3 TEMA 1. Factores que controlan la formación de los materiales superficiales. Concepto y fases de la litogénesis sedimentaria. La sedimentogénesis; sedimento y sedimentos: meteorización y cubiertas de meteorización. Depósitos superficiales: su clasificación y su caracterización. Hipergénesis y gliptogénesis. Erosión, Transporte y Sedimentación. Diagénesis. Edafogénesis. La erosión, el transporte y la sedimentación. El concepto de denudación. Gutiérrez Elorza,M. (2008). Geomorfología. Pearson/Prentice-Hill, 920 p. Cap. 5: Meteorización y formas resultantes. Mingarro,F. y Ordóñez,S. (1982). Petrología exógena I: hipergénesis y sedimntogénesis alóctona. Edit. Rueda: 387 p. Cap. 3: Hipergénesis. Montgomery,C.W. (2008). Environmental Geology. 8 th. Edition. McGraw-Hill International Edition, 556 p. Cap. 2: Soil as a resource. Cap. 5: Procesos de meteorización y edáficos. Tarbuck,E.J. y Lutgens,F.K. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson/Prentice-Hill, 736 p. Cap. 6: Meteorización y suelo. Vera,J.A. (1994). Estratigrafía: Principios y Métodos. Ed. Rueda: 806 p. Cap. 2: Estrato y estratificación Cap. 3. Las rocas estratificadas en el contexto del ciclo geológico.
4 Tema 2. Los materiales superficiales: características generales (1). El tamaño de las partículas y su determinación. Clases de tamaño. Curva granulométrica: coeficiente de uniformidad y curvatura. Diámetro característico. Métodos granulométricos: tamizado y vía de sedimentación. Ley de Stokes. Aplicación al uso del densímetro de Bouyoucos. Floculación de arcillas. La humedad y el estado físico de los suelos finos. Límites de Atterberg. Métodos de ensayo en la determinación del Límite líquido: cuchara de Casagrande y Cono de Georgia. Determinación del Limite Plástico. Carta de Plasticidad de Casagrande. Hinchamiento de arcillas. Causas. Arcillas sensitivas. Actividad de las arcillas. Propiedades de las partículas según tamaños: Bloques y bolos; gravas, arenas, limos y arcillas. Diagrama triangular de clasificación. Corrales,I.; Rosell,J.; Sánchez de la Torre,L.Mª.; Vera,J.A. y Vilas,L. (1977). Estratigrafía. Ed. Rueda: 718 p. Cap. 5: Rocas sedimentarias: texturas. Folk,R.L. (1968). Petrology of Sedimentary Rocks. Univ. of Texas: 173 p. Cap. I: General Information. Cap. II: Techniques of Grain Size Analysis. Mingarro,F. y Ordóñez,S. (1982). Petrología exógena I: hipergénesis y sedimntogénesis alóctona. Edit. Rueda: 387 p. Cap. 5: Texturas. Cap. 6: Propiedades de los sedimentos.
5 Tema 3. Los materiales superficiales: características generales (2). Morfología y textura superficial de las partículas; redondez; orientación; empaquetamiento; cohesión de los materiales superficiales. Porosidad y permeabilidad. Características químicas: composición; los componentes de los materiales superficiales como elementos en equilibrio dinámico con las condiciones ambientales. Implicaciones evolutivas: madurez textural y mineralógica. Corrales,I.; Rosell,J.; Sánchez de la Torre,L.Mª.; Vera,J.A. y Vilas,L. (1977). Estratigrafía. Ed. Rueda: 718 p. Cap. 5: Rocas sedimentarias: texturas. Cap. 14: Procesos sedimentarios. Mingarro,F. y Ordóñez,S. (1982). Petrología exógena I: hipergénesis y sedimntogénesis alóctona. Edit. Rueda: 387 p. Cap. 7: Composición de los sedimentos. Cap. 6: Propiedades de los sedimentos.
6 Tema 4. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías resultantes (1). La estratificación: estratos y geometría de los cuerpos sedimentarios. Las estructuras sedimentarias: concepto, clasificación y significado ambiental. Columnas estratigráficas: levantamiento y utilidad. La facies sedimentaria: concepto y valor como elemento diferenciador de los materiales de origen sedimentario. Arche,A. (1989) (Coord.) (1989). Sedimentología. Vol. I. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (C.S.I.C.). Col Nuevas Tendencias: 541 p. Cap. I: Introducción al análisis de facies. Barba,F.J. (1999). Rocas sedimentarias y facies sedimentarias: relaciones conceptuales y genéticas. Aplicaciones Didácticas. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, Vol. 7, nº 1 pp Corrales,I.; Rosell,J.; Sánchez de la Torre,L.Mª.; Vera,J.A. y Vilas,L. (1977). Estratigrafía. Ed. Rueda: 718 p. Cap. 2: Estratificación y rocas sedimentarias. Cap. 6: Estructuras sedimentarias de orden interno. Cap. 7: Caracteres de la superficie de estatificación. Cap. 8: Estructuras de deformación. Cap. 9: Estructuras orgánicas Cap. 10: Estructuras diagenéticas. Cap. 20: Facies. Litofacies. Cap. 25: Series estratigráficas. Mingarro,F. y Ordóñez,S. (1982). Petrología exógena I: hipergénesis y sedimntogénesis alóctona. Edit. Rueda: 387 p. Cap. 6: Estructuras. Reading,H.G. (Ed.) (1996). Sedimentary Environments, Proceses, Facies and Stratigraphy. Blackwell, Oxford: 688 p. Cap. 2. Controls on sedimentary rock record. Vera,J.A. (1994). Estratigrafía: Principios y Métodos. Ed. Rueda: 806 p. Cap. 5. Métodos de estudios de las rocas estratificadas. Cap. 6: Facies. Cap. 7. Asociaciones de facies. Cap. 11. Secciones estratigráficas. Walker,R.G. (ed.) (1980). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 211 p. Cap. 1. Facies and Facies Models: General Introduction. Walker,R.G. (ed.) (1984). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 317 p. Cap. 1. Facies. Facies Models and modern stratigraphic concepts.
7 Tema 5. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías resultantes (2). Los ambientes formadores de las rocas sedimentarias: concepto y clasificación. Ambientes subaéreos: características generales. Los procesos de ladera: sedimentos característicos y su caracterización. El ambiente fluvial: factores que controlan la sedimentación fluvial, sus morfologías y depósitos característicos; formas del lecho; clasificación de sistemas aluviales. Abanicos aluviales: tipos de depósitos, facies y su identificación. Arche,A. (1989) (Coord.) (1989). Sedimentología. Vol. I. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (C.S.I.C.). Col Nuevas Tendencias: 541 p. Cap. 2. Introducción a los sistemas aluviales (A. Ramos). Cap. 3. Sistemas aluviales braided (A. Ramos). Cap. 4. Sistemas fluviales de alta sinuosidad (M. Marzo). Cap. 5. Abanicos aluviales (F. Colombo). Bell,F.G. (1998). Environmental Geology. Principles and Practice. Blackwell Science: 594 p. Cap. 4.Mass movements. Cap. 5. River activity. Cap. 6. Sistemas fluviales de alta sinuosidad (M. Marzo). Cap. 7. Abanicos aluviales (F. Colombo). Corrales,I.; Rosell,J.; Sánchez de la Torre,L.Mª.; Vera,J.A. y Vilas,L. (1977). Estratigrafía. Ed. Rueda: 718 p. Cap. 15. Medios sedimentarios. Cap. 16. Medios continentales. Craig,J.R.; Vaughan,D.J. y Skinner,B.J. (2007): Recursos de la Tierra: origen, uso e impacto ambiental. Pearson/Prentice-Hill, 656 p. Dabrio González,C. (1984). Sedimentación en costas siliciclásticas, deltas y mares someros. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp Díaz Molina,M. (1984). Sedimentación fluvial. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp Gutiérrez Elorza,M. (2008). Geomorfología. Pearson/Prentice-Hill, 920 p. Cap. 8. Geomorfología fluvial I. Cap. 16. Geomorfología fluvial II. Montgomery,C.W. (2008): Environmental Geology. 8 th. Edition. McGraw-Hill International Edition, 556 p. Cap. 9. Procesos fuviales. Reading,H.G. (Ed.) (1996). Sedimentary Environments, Proceses, Facies and Stratigraphy. Blackwell, Oxford: 688 p. Cap. 3. Alluvial sediments. Tarbuck,E.J. y Lutgens,F.K. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson/Prentice-Hill, 736 p. Cap. 15. Procesos gravitacionales: la fuerza de la gravedad. Cap. 16. Corrientes de aguas superficiales. Walker,R.G. (ed.) (1980). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 211 p. Cap. 2. Coarse alluvial deposits. Cap. 3. Sandy Fluvial Systems. Cap. 1. Facies and Facies Models: General Introduction. Walker,R.G. (ed.) (1984). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 317 p. Cap. 7. Alluvial deposits.
8 Tema 6. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías resultantes (3). Ambientes relacionados con el medio glaciar: principales tipos de depósitos; su caracterización. El ambiente eólico: depósitos característicos; su caracterización. El medio desértico: tipos de depósitos; su caracterización. El medio eólico litoral: Principales tipos de depósitos y su caracterización. Anadón Monzón,P. (1984). Sedimentación lacustre. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp Arche,A. (1989) (Coord.) (1989). Sedimentología. Vol. I. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (C.S.I.C.). Col Nuevas Tendencias: 541 p. Bell,F.G. (1998). Environmental Geology. Principles and Practice. Blackwell Science: 594 p. Craig,J.R.; Vaughan,D.J. y Skinner,B.J. (2007): Recursos de la Tierra: origen, uso e impacto ambiental. Pearson/Prentice-Hill, 656 p. Dabrio González,C. (1984). Sedimentación en costas siliciclásticas, deltas y mares someros. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp Díaz Molina,M. (1984). Sedimentación fluvial. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp Gutiérrez Elorza,M. (2008). Geomorfología. Pearson/Prentice-Hill, 920 p. Cap. 10. Geomorfología eólica. Cap. 11. Geomorfología litoral. Cap. 13. Geomorfología glaciar I. Cap. 14. Geomorfología glaciar II. Cap. 15. Geomorfología periglaciar. Cap. 16. Geomorfología de las zonas áridas I. Cap. 17. Geomorfología de las zonas áridas II. Montgomery,C.W. (2008): Environmental Geology. 8 th. Edition. McGraw-Hill International Edition, 556 p. Cap. 7. Coastal zones and processes. Cap. 9. Ice and Glaciers, Wind and Deserts. Cap. 8. Procesos glaciares. Cap. 10. Procesos eólicos. Cap. 11. Procesos litorales. Reading,H.G. (Ed.) (1996). Sedimentary Environments, Proceses, Facies and Stratigraphy. Blackwell, Oxford: 688 p. Cap. 5. Desert eolian system. Cap 11. Glacial sediments. Tarbuck,E.J. y Lutgens,F.K. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson/Prentice-Hill, 736 p. Cap. 18. Glaciares y glaciaciones. Cap. 19. Desiertos y vientos. Cap. 20. Líneas de costa. Walker,R.G. (ed.) (1980). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 211 p. Cap. 4. Eolian sands. Walker,R.G. (ed.) (1984). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 317 p. Cap. 5. Glacial depositional systems Cap. 8. Eolian systems.
9 Tema 7. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías resultantes (4). Otros ambientes litorales. Deltas y modelos deltaicos; subambientes. La deformación sinsedimentaria: procesos e influencia en la evolución deltaica. Sedimentación deltaica y oscilaciones del nivel del mar. Playas e islas-barrera: procesos sedimentarios y subambientes; depósitos. Estuarios: procesos y depósitos sedimentarios. Arche,A. (1989) (Coord.) (1989). Sedimentología. Vol. I. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (C.S.I.C.). Col Nuevas Tendencias: 541 p. Cap. 8. Playas e Islas barrera-lagoon. Cap. 9. Deltas. Cap. 10. Estuarios y llanuras intermareales. Bell,F.G. (1998). Environmental Geology. Principles and Practice. Blackwell Science: 594 p. Craig,J.R.; Vaughan,D.J. y Skinner,B.J. (2007): Recursos de la Tierra: origen, uso e impacto ambiental. Pearson/Prentice-Hill, 656 p. Dabrio González,C. (1984). Sedimentación en costas siliciclásticas, deltas y mares someros. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp Cap. 11. Procesos litorales. Reading,H.G. (Ed.) (1996). Sedimentary Environments, Proceses, Facies and Stratigraphy. Blackwell, Oxford: 688 p. Cap. 6. Clastic coasts Cap. 7. Shallow clastic seas. Walker,R.G. (ed.) (1980). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 211 p. Cap. 5. Deltas. Cap. 6. Barrier islands systems Walker,R.G. (ed.) (1984). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 317 p. Cap. 9. Deltas. Cap. 10. Transgressive barrier island and estuarine systems.
10 Tema 8. El suelo. Concepto. Factores genéticos: el papel del clima, de la roca madre, del relieve, de los organismos y del tiempo. El perfil del suelo: criterios de formación y de evolución. Propiedades físicas y químicas del suelo: estabilidad del suelo. El suelo como recurso. El suelo en zonas de ladera. El suelo en zonas planas. El agua en el suelo. Encharcamiento de suelos. El efecto hielo-deshielo de los suelos. Bell,F.G. (1998). Environmental Geology. Principles and Practice. Blackwell Science: 594 p. Cap. 10. Soil resources Cap. 11. Problem soils Craig,J.R.; Vaughan,D.J. y Skinner,B.J. (2007): Recursos de la Tierra: origen, uso e impacto ambiental. Pearson/Prentice-Hill, 656 p. Cap. 12. El suelo como recurso Montgomery,C.W. (2008). Environmental Geology. 8 th. Edition. McGraw-Hill International Edition, 556 p. Cap. 2: Soil as a resource. Cap. 5: Procesos de meteorización y edáficos. Cap. II. Los suelos en Ingeniería Geológica. Tarbuck,E.J. y Lutgens,F.K. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson/Prentice-Hill, 736 p. Cap. 6: Meteorización y suelo. Torrijo,F.J. y Cortés,R. (2007). Los suelos y las rocas en ingeniería geológica. Ed. Univ. Politécnica de Valencia: 202 p. Tema 1. Formaciones superficiales.
11 Tema 9. Propiedades mecánicas de los materiales geológicos superficiales. La geometría de los depósitos superficiales y su estabilidad: factores que la controlan. Papel de la vegetación. El agua y el viento como agentes dinámicos que influyen en la inestabilidad de los materiales superficiales. Pendiente de equilibrio. Relaciones esfuerzo-deformación de los materiales superficiales. Compresibilidad y comportamiento plástico. Respuesta elástica a los esfuerzos. Comportamiento frágil: despegue y pérdida de continuidad en los materiales superficiales; causas y consecuencias. Ayala-Carcedo,F.J., Durán,J.J. y Peinado,T. (Coords.)(1988). Riesgos geológicos. Inst. Geol.. Min. España. Serie: Geología ambiental. Curso de Riesgos Geológicos: 333 p. Ayala-Carcedo,F.J. y Olcina,J. (Coords.)(2002). Riesgos naturales. Edit. Ariel, Ciencia: 1512 p. Bell,F.G. (1998). Environmental Geology. Principles and Practice. Blackwell Science: 594 p. Craig,J.R.; Vaughan,D.J. y Skinner,B.J. (2007): Recursos de la Tierra: origen, uso e impacto ambiental. Pearson/Prentice-Hill, 656 p. Gutiérrez Elorza,M. (2008). Geomorfología. Pearson/Prentice-Hill, 920 p. Keller,E.A. y Blodgett,R.H. (2004): Riesgos naturales. Pearson/Prentice-Hill, 448 p. Montgomery,C.W. (2008): Environmental Geology. 8 th. Edition. McGraw-Hill International Edition, 556 p. Tarbuck,E.J. y Lutgens,F.K. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson/Prentice-Hill, 736 p. Torrijo,F.J. y Cortés,R. (2007). Los suelos y las rocas en ingeniería geológica. Ed. Univ. Politécnica de Valencia: 202 p. Tema 2. El macizo rocoso.
12 5. BIBLIOGRAFÍA GENERAL BÁSICA Gabaldón,V. (Coord.) (1984): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. I.G.M.E., Vol. 1: 194 p. Arche,A. (1989) (Coord.) (1989). Sedimentología. Vol. I. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (C.S.I.C.). Col Nuevas Tendencias: 541 p. Ayala-Carcedo,F.J., Durán,J.J. y Peinado,T. (Coords.)(1988). Riesgos geológicos. Inst. Geol.. Min. España. Serie: Geología ambiental. Curso de Riesgos Geológicos: 333 p Ayala-Carcedo,F.J. y Olcina,J. (Coords.)(2002). Riesgos naturales. Edit. Ariel, Ciencia: 1512 p. Bell,F.G. (1998). Environmental Geology. Principles and Practice. Blackwell Science: 594 p. Craig,J.R.; Vaughan,D.J. y Skinner,B.J. (2007): Recursos de la Tierra: origen, uso e impacto ambiental. Pearson/Prentice-Hill, 656 p. Dabrio González,C. (1984). Sedimentación en costas siliciclásticas, deltas y mares someros. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp Díaz Molina,M. (1984). Sedimentación fluvial. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp Gabaldón,V. (Coord.)(1984): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. I.G.M.E. Vol. 1: 194 p. Gutiérrez Elorza,M. (2008). Geomorfología. Pearson/Prentice-Hill, 920 p. Keller,E.A. y Blodgett,R.H. (2004): Riesgos naturales. Pearson/Prentice-Hill, 448 p. Mingarro,F. y Ordóñez,S. (1982). Petrología exógena I: hipergénesis y sedimntogénesis alóctona. Edit. Rueda: 387 p. Montgomery,C.W. (2008): Environmental Geology. 8 th. Edition. McGraw-Hill International Edition, 556 p. Reading,H.G. (Ed.) (1996). Sedimentary Environments, Proceses, Facies and Stratigraphy. Blackwell, Oxford: 688 p. Tarbuck,E.J. y Lutgens,F.K. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson/Prentice-Hill, 736 p. Torrijo,F.J. y Cortés,R. (2007). Los suelos y las rocas en ingeniería geológica. Ed. Univ. Politécnica de Valencia: 202 p. Walker,R.G. (ed.) (1980). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 211 p. Walker,R.G. (ed.) (1984). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 317 p.
TEMA 1. Factores que controlan la formación de los materiales superficiales.
MASTER EN TÉCNICAS DE ANÁLISIS, EVALUACIÓN Y GESTIÓN SOSTENIBLE DE PROCESOS Y RIESGOS NATURALES Universidad de Cantabria Los materiales geológicos (sedimentos y depósitos superficiales) y su caracterización
DOCENCIA EN EL CURSO
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TEMA 7. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías (4)
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TEMA 6. La sedimentación como proceso formador de rocas y de morfologías (3)
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