Tema 16 Manifestaciones de la dinámica litosférica

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1 Tema 16 Manifestaciones de la dinámica litosférica
Formación de las cordilleras Deformaciones de las rocas Deformaciones plásticas: los pliegues Deformaciones por rotura: las fracturas. Formación de minerales y cristales. Metamorfismo. Cambios ocurridos durante el metamorfismo. Rocas metamórficas más frecuentes.

2 1. Formación de las cordilleras.
El proceso de formación de cordilleras se denomina orogénesis, sin embargo, no todas las montañas se han formado por un proceso de orogénesis. Los orógenos son cadenas de montañas que se originan en zonas de subducción y su formación va acompañada de sismicidad, magmatismo, metamorfismo, e intensas deformaciones de las rocas. Se diferencian tres tipos de orógenos: De tipo andino, de arco insular y de colisión.

3 1. Formación de las cordilleras.
Orógenos de tipo andino. Se localizan en los márgenes en los que entran en colisión litosfera continental y oceánica. El fuerte acoplamiento que se produce entre las dos placas es el origen del prisma de acreción o complejo subductivo formado por sedimentos transportados por la placa oceánica, que se pliegan y fracturan al ser comprimidos.

4 1. Formación de las cordilleras.
El calor generado por la fricción de las dos placas junto con el agua que contienen, favorece la fusión de las rocas. El magma así originado, asciende a la superficie a través de los volcanes. Parte del magma se enfría en el sitio donde se formo originando rocas plutónicas. Y contribuyendo a engrosar la corteza continental.

5 1. Formación de las cordilleras.
Orógenos de arco insular. Se localizan en los márgenes en que la litosfera oceánica subduce de forma espontánea bajo otra litosfera oceánica. El débil acoplamiento entre las placas dificulta la formación de un complejo subductivo, mientras que la fosa es muy profunda y la intensa actividad volcánica origina un arco de islas. Entre el arco de islas y el continente queda una pequeña cuenca oceánica que denominamos cuenca marginal.

6 1. Formación de las cordilleras.
Orógenos de tipo alpino. Se originan en los límites en los que se produce la colisión de dos continentes. En una primera fase son semejantes a los orógenos de tipo andino, pero la placa oceánica posee corteza continental que se aproxima hasta cerrar la cuenca oceánica. Tras la colisión, se produce el cabalgamiento de un continente sobre otro lo que puede llegar a duplicar el espesor de la corteza.

7 1. Formación de las cordilleras.
Las cordilleras se caracterizan por la presencia de magmatismo, sismicidad o materiales deformados, sino porque alcanzan miles de metros de altura sobre el nivel del mar. La razón de que alcancen mayor altitud está en su grosor y su densidad. Si encontramos un fragmento de corteza poco denso y muy grueso los reajustes isostáticos harán que alcance grandes altitudes. Las cordilleras se caracterizan por la presencia de magmatismo, sismicidad o materiales deformados, sino porque alcanzan miles de metros de altura sobre el nivel del mar. La razón de que alcancen mayor altitud está en su grosor y su densidad. Si encontramos un fragmento de corteza poco denso y muy grueso los reajustes isostáticos harán que alcance grandes altitudes.

8 2. Deformaciones de las rocas
Las rocas que se encuentran en el interior terrestre soportan la presión de los materiales situados sobre ellas: Presión Litostática. El empuje de las placas somete a las rocas a esfuerzos o presiones dirigidas que provocan deformaciones. Los materiales experimentan tres tipos de deformaciones: Elástica, plástica o dúctil y por rotura.

9 2. Deformaciones de las rocas
Comportamiento elástico es el que sufre el material al ser sometido a un esfuerzo, pero que se recupera cuando cesa. El comportamiento plástico o dúctil es aquel en que la deformación permanece una vez que ha cesado el esfuerzo. El comportamiento por rotura produce la pérdida de cohesión interna del material y se fractura. La respuesta de las rocas es compleja y puede pasar de un comportamiento a otro. Comienzan siendo elástico, pasan a plásticos y alcanzan el límite de rotura

10 2. Deformaciones de las rocas
Las rocas pueden tener diferentes comportamientos en función de una serie de factores entre los que destacamos: la temperatura, la presión litostática, la presencia de agua y otros fluidos. El incremento de cualquiera de ellos favorece el comportamiento plástico de las rocas. El tiempo durante el que actúa un esfuerzo modifica el comportamiento de las rocas, pasando de rígido a plástico.

11 3. Deformaciones plásticas: los pliegues
Cuando las rocas se someten a esfuerzos compresivos, y presentan un comportamiento plástico, el resultado son los pliegues. Los pliegues cambian la disposición horizontal de los estratos, para describir la posición de los estratos se utilizan dos medidas: Dirección: es el ángulo que forma una horizontal contenida en el estrato con el norte magnético. Buzamiento: es el ángulo que forma la superficie del estrato con un plano horizontal

12 3. Deformaciones plásticas: los pliegues
Los principales elementos geométricos de un pliegue son: Charnela: Zona de máxima curvatura de un pliegue. Cresta: Zona más alta de un pliegue. Valle: La zona más baja de un pliegue. Núcleo: La parte más interna de un plegue. Plano axial: Divide al pliegue en dos mitades lo más simétricas posibles. Cabeceo: Ángulo que forma el eje del pliegue con una línea horizontal. Eje del pliegue: Es la línea de intersección del plano axial con la charnela. Flancos: Son los laterales del pliegue.

13 3. Deformaciones plásticas: los pliegues
Los pliegues se clasifican atendiendo a diferentes criterios: Por la edad de los materiales: anticlinal y sinclinal. Por la posición del plano axial: rectos, inclinados, tumbaos e invertidos. Por su simetría : simétricos y asimétricos.

14 4. Deformaciones por rotura.
Si el esfuerzo al que se somete a una roca supera el límite de ruptura, se produce una fractura. En función del movimiento relativo de los bloques se distinguen dos tipos: diaclasas y fallas. Las diaclasas son fracturas en las que no existe desplazamiento de los bloques. Las fallas, son fracturas en las que se produce el desplazamiento de un bloque con respecto a otro.

15 4. Deformaciones por rotura.
Los elementos geométricos de un falla son: Plano de falla: Es la superficie de fractura sobre la que se produce el movimiento relativo de los bloques. Salto de falla: es la medida del desplazamiento relativo producido entre los dos labios. Labios de falla: son los bloques en los que queda dividido el terreno al producirse la fractura. Hay un labio levantado y otro hundido, si los bloques quedan a diferente altura.

16 4. Deformaciones por rotura.
Hay tres tipos básicos de fallas: Falla normal o directa: el plano de falla se inclina hacia el labio hundido. Se generan por esfuerzos distensivos. Falla inversa: el plano de falla se inclina hacia el labio levantado. Se genera por esfuerzos compresivos. Falla de desgarre: el desplazamiento de los bloques se produce en la horizontal. El cabalgamiento es un caso particular de falla inversa con el plano muy tendido en el que el bloque levantado se superpone al hundido.

17 4. Deformaciones por rotura.
Las fallas como las diaclasas no suelen presentarse aisladas sino que es frecuente que formen sistemas de fallas. Dos asociaciones son: Los horst están formados por un bloque central levantado, limitado por fallas. La fosa tectónica o graben es un bloque hundido limitado por fallas en sus lados.

18 5. Formación de minerales y cristales
Una de las consecuencias de los procesos de magmatismo y metamorfismo es la formación de cristales. Cuando se hace un estudio de la composición de la corteza, encontramos que solo 8 elementos están en proporción superior al 1%. Pero el Si y el O, superan el 75% del total. Por tanto, es de esperar que los minerales más frecuentes sean los silicatos, y seguidos a distancia los carbonatos y sulfatos.

19 5. Formación de minerales y cristales
Los silicatos, están constituidos por Si y O, a los que se le unen otros elementos como Al, Na, K, Ca, Fe, Mg, etc. La estructura básica es un tetraedro en donde el Si ocupa el centro y cuatro O ocupan los vértices. Según la manera en la que se estructuren los tetraedros de Si-O, se obtienen diferentes grupos. Destacan los Nesosilicatos, Inosilicatos, Filosilicatos y Tectosilicatos.

20 5. Formación de minerales y cristales
Todos los cristales poseen una estructura interna ordenada de forma que sus átomos se disponen formando redes, o que se conoce como estructura cristalina. Un cristal es un mineral con forma geométrica limitadas por caras planas, sin embargo, se utiliza un concepto más amplio. Se considera cristal cualquier sólido natural y homogéneo con una estructura interna ordenada y una composición química definida.

21 5. Formación de minerales y cristales
El proceso por el que se forman los cristales recibe el nombre de cristalización. Los cristales se pueden formar por tres procesos: Solidificación de fundidos por enfriamiento de un magma. Sublimación de sustancias disueltas en gases, como los cristales de azufre que se forman en los volcanes. Precipitación química a partir de una disolución acuosa concentrada.

22 5. Formación de minerales y cristales
Para que un cristal pueda desarrollarse son necesarias algunas condiciones: Tiempo, para que los procesos de cristalización o de precipitación química permitan a las partículas integrantes de la red cristalina se dispongan de forma ordenada. Si el proceso de enfriamiento o de precipitación es muy rápido se forman muchos núcleos de cristalización que originan cristales microscópicos. Espacio para que desarrolle su estructura con una forma geométrica, sino se producen interferencias con los cristales próximos. Reposo, ya que un ambiente agitado dificulta la cristalización

23 6. Metamorfismo. Se define metamorfismo como el conjunto de cambios mineralógicos, estructurales y texturales que sufren las rocas cuando se encuentran sometidas a condiciones ambientales diferentes a las que se formaron. Las rocas que sufren este proceso son las rocas metamorficas y pueden proceder de rocas sedimentarias, ígneas e incluso de rocas metamórficas.

24 6. Metamorfismo. Los principales factores que generan el metamorfismo son tres: Temperatura: es uno de los principales factores desencadenantes del metamorfismo, provoca cambios mineralógicos activados por la pérdida de agua y la intervención de fluidos. El intervalo de temperaturas, oscila entre los 150º y los 700º C. La presión provoca cambios en las propiedades físicas de las rocas, favorece la formación de minerales con estructura más densa y con un comportamiento plástico. Las presiones dirigidas provocan la reorientación de los minerales prismáticos o laminares que se disponen perpendiculares a la dirección de los esfuerzos. La foliación tiene este origen. Los fluidos facilitan las reacciones metamórficas.

25 6. Metamorfismo. Los tipos de metamorfismo se pueden clasificar en función de diferentes criterios. Metamorfismo isoquímico en el que no cambia la composición química de la roca. Metamorfismo metasomático o metasomatismo, en el que la composición química de la roca final es diferente de la inicial, donde los fluidos tienen un papel primordial. En función de los márgenes de presión y temperatura a las que han estado sometidas las rocas, se pueden clasificar en tres tipos de metamorfismo.

26 6. Metamorfismo. Metamorfismo dinámico o de presión, se produce por un aumento importante sin que la temperatura alcance valores importantes. Metamorfismo de contacto o térmico se produce por un incremento importante de la temperatura sin que aumente la presión. En la mayoría de los casos es producido por una intrusión ígnea. El metamorfismo se limita a la zona de contacto, originando una aureola de contacto. Las rocas así formadas reciben el nombre de corneanas.

27 6. Metamorfismo. Metamorfismo regional o termodinámico, se produce por incremento simultaneo de la presión y la temperatura. Es el más frecuente y afecta a amplias zonas de la corteza. Se origina en las zonas de subducción ligado a la formación de orógenos. Según los valores de presión y temperatura que se alcancen, se distinguen tres tipos de metamorfismo regional: de gado bajo, de grado medio, y de grado alto.

28 7. Cambios ocurridos durante el metamorfismo.
El metamorfismo produce una serie de modificaciones en las rocas: Incremento de su densidad Formación de nuevos minerales. Recristalización. Reorientación de los cristales. La textura de las rocas metamórficas dependen de la composición mineralógica y de los procesos por los que se ha formado. Por su textura existen dos tipos de rocas metamórficas: foliadas y sin foliación.

29 8. Rocas metamórficas más frecuentes
Las dividimos en dos grupos, rocas con foliación y rocas sin foliación. Rocas con foliación. Las más frecuentes son: pizarra, roca de grano fino de color oscuro y láminas muy finas. filita, también de grano fino pero en la que aparecen nuevos minerales lo que le da un brillo mayor. esquisto, Es una roca de grano grueso con una foliación ondulada puede presentar minerales nuevos como granates. gneis, es una roca de grano grueso donde los minerales se presentan en bandas alternantes claras y oscuras.

30 8. Rocas metamórficas más frecuentes
Las rocas sin foliación más frecuentes son: Mármol, formada por gruesos cristales de calcita tiene textura granoblástica, se forma a partir de rocas sedimentarias carbonatadas como la caliza o la dolomía. Corneana, es de grano fino y textura granoblástica, se forma por metamorfismo de contacto. Cuarcita, está formada por cristales de cuarzo de tamaño medio o grande, tiene textura granoblástica, se forma a partir de areniscas curcíferas.