Manifestaciones de la dinámica litosférica IES Bañaderos

Proceso por el que se originan los orógenos Tipo de margen implicado Formación de cordilleras. OROGÉNESIS Proceso por el que se originan los orógenos Cordilleras que se forman en zonas de subducción y van acompañadas por sismicidad, magmatismo, metamorfismo y deformaciones de las rocas Orógenos Tipo andino TIPOS DE ORÓGENOS Arco insular Tipo alpino Depende de Tipo de margen implicado

Formación de cordilleras. Orógenos de tipo andino En zonas donde la litosfera oceánica se introduce bajo la litosfera continental La mayor parte de los sedimentos no subducen y son plegados y apilados formando el prisma de acreción. El calor generado por la fricción entre las dos placas junto con la presencia de agua favorece la fusión parcial de las rocas. Las altas presiones y temperaturas originan el metamorfismo de algunas rocas. Se produce la elevación del orógeno como consecuencia de la acumulación de sedimentos, de la actividad magmática y de reajustes isostáticos. Algunos magmas alcanzan la superficie produciendo actividad volcánica.

Formación de cordilleras. Orógenos de arco insular Se localizan en aquellos márgenes en los que la litosfera oceánica subduce bajo otra litosfera oceánica (Japón, Filipina). Arco de islas Fosa oceánica Litosfera Corteza oceánica 100 km 200 km 300 km Zona de subducción Fusión parcial Astenosfera Manto sublitosferico

Se localizan en márgenes donde convergen dos litosferas continentales Formación de cordilleras. Orógenos de tipo alpino Se localizan en márgenes donde convergen dos litosferas continentales Una placa litosférica con un tramo oceánico y otro continental, subduce bajo una placa litosférica continental. El continente alcanza la zona de subducción. La cuenca oceánica se cierra. Tras la colisión de ambos continentes se produce la incrustación y cabalgamiento de un continente sobre otro, y los materiales situados entre ellos, se plegarán, fracturarán y elevarán.

Tipos de deformaciones Deformaciones de las rocas Presión litostática ROCAS DE LA CORTEZA PRESIÓN soportan Presión dirigida provoca DEFORMACIONES DE LAS ROCAS Elástica Tipos de deformaciones Plástica Rotura

RELACIÓN ENTRE ESFUERZO Y DEFORMACIÓN Tipos de deformaciones Elástica 2 4 6 8 10 20 30 40 RELACIÓN ENTRE ESFUERZO Y DEFORMACIÓN Deformación (%) Esfuerzo (kbars) El material se deforma al ser sometido a un esfuerzo pero recupera su forma y volumen cuando este cesa. Límite de elasticidad Deformación plástica Límite de rotura Plástica o dúctil Deformación elástica La deformación permanece después de haber cesado el esfuerzo. Por rotura El esfuerzo hace perder la cohesión interna del material y se fractura.

Tipos de esfuerzos y deformaciones TIPOS DE ESFUERZOS TECTÓNICOS De compresión Son fuerzas convergente De tracción Son fuerzas divergentes De cizalla Son fuerzas paralelas que actúan en sentido opuesto TIPOS DE DEFORMACIONES Elástica Plástica Rotura

COMPORTAMIENTO DEL CUARZO Factores que influyen en la deformación 2 4 6 8 10 20 30 40 50 Deformación (%) Esfuerzo (kbars) COMPORTAMIENTO DEL CUARZO TEMPERATURA Su incremento favorece la plasticidad. 400 0c seco PRESIÓN LITOSTÁTICA PRESENCIA DE AGUA Y OTROS FLUIDOS 700 0c seco Cuánto más se prolongue el esfuerzo la respuesta del material ante cualquier factor que provoque la deformación será más acentuada. 900 0c seco TIEMPO 1000 0c seco ¿El comportamiento plástico aumenta o disminuye con la temperatura? ¿y con la humedad? ¿Qué tipo de comportamiento pronosticarías para el cuarzo seco a temperatura ambiente? 950 0c húmedo

Deformaciones continuas: plásticas y fracturas Las deformaciones plásticas originan pliegues Las deformaciones por rotura dan lugar a: diaclasas y fallas

Deformaciones plásticas: los pliegues Los pliegues son flexiones u ondulaciones que presentan las masas de rocas. Los pliegues cambian la disposición horizontal que inicialmente poseen los estratos. Para describir la nueva posición se utilizan dos medidas: dirección y buzamiento

Medida de la dirección o rumbo Medidas de dirección y buzamiento de los estratos Medida de la dirección o rumbo Dirección Buzamiento Ángulo que forma una horizontal contenida en el estrato con la línea norte-sur. N E S O =N37ºE  Brújula de geólogo con un clinómetro incorporado para medir el buzamiento.  =48ºE Vertical Medida del buzamiento Ángulo que forma la superficie del estrato con un plano horizontal.

ESTRATOS HORIZONTALES Buzamiento 0º. Sin dirección ni buzamiento. Tipos de estratos ESTRATOS HORIZONTALES ESTRATOS VERTICALES ESTRATOS INCLINADOS ESTRATOS INCLINADOS Buzamiento 0º. Sin dirección ni buzamiento. Buzamiento 90º. Buzamiento entre 0 y 90º.

Elementos de un pliegue La zona más alta de un pliegue. Flancos Eje de pliegue Cresta Laterales del pliegue situados a ambos lados de la charnela. Intersección del plano axial con la charnela. Charnela Zona del pliegue que tiene la máxima curvatura. Plano axial Núcleo Superficie que divide al pliegue en dos mitades lo mas simétrico posibles. Zona más interna de un pliegue.

Elementos geométricos de un pliegue Plano axial: divide al pliegue en dos mitades lo más simétricas posibles. la zona más alta de un pliegue. ángulo que forma el eje del pliegue con la horizontal en el plano. Horizontal Cresta Cabeceo Línea de charnela Charnela: zona de máxima curvatura. Flanco zonas a ambos lados de la charnela. Núcleo la parte más interna del pliegue.

Tipos de pliegues Según la antigüedad de los materiales del núcleo SINCLINAL ANTICLINAL 5 En el núcleo tiene los materiales más modernos 6 En el núcleo tiene los materiales más antiguos 4 5 4 3 3 2 2 1 1 Según la posición de su plano axial Por su simetría SIMÉTRICO ASIMÉTRICO RECTO INCLINADO TUMBADO el plano axial forma un ángulo con la vertical entre 85º y 10º el plano axial buza menos de 10º, es casi horizontal. el ángulo que forman los dos flancos con la horizontal es aproximadamente el mismo. el plano axial buza 90º, es vertical los dos flancos tienen inclinaciones claramente distintas.

Deformaciones por rotura: Las fracturas Si el esfuerzo al que se somete una roca supera su límite de rotura, se produce una fractura. Se distinguen dos tipos diaclasas y fallas FALLAS DIACLASAS Fracturas en las que se produce el desplazamiento de un bloque con respecto a otro. Fracturas en las que los bloques no se desplazan uno con respecto al otro o lo hacen ensanchando la grieta entre ellos. Disyunción columnar grietas poligonales que se forman en rocas magmáticas al solidificarse lentamente Grietas de desecación

Elementos de una falla Plano de falla Labio levantado Superficie a lo largo de la cual se produce el desplazamiento de los bloques fracturados. Bloque que queda levantado con respecto al otro bloque. Salto de falla Amplitud del desplazamiento entre ambos labios, medido en metros. Labio hundido

DE DESGARRE O DE DIRECCIÓN Tipos de falla NORMAL O DE GRAVEDAD INVERSA Es aquella en la que el plano de falla buza hacia el lado levantado. Se origina por esfuerzos de compresión Es aquella en la que el plano de falla buza hacia el lado hundido. Se origina por fuerzas de tracción. DE DESGARRE O DE DIRECCIÓN Es aquella en la que el desplazamiento relativo de los bloques se ha producido en horizontal. No hay labio levantado ni hundido.

Asociaciones de fallas HORST GRABEN Sistema de fallas escalonadas con un bloque central elevado. Sistema de fallas escalonadas con una depresión en el centro.

Horst o meseta tectónico Asociaciones de fallas: Graben y Horst Graben o fosa tectónica Horst o meseta tectónico

Cómo identificar una estructura tectónica B C A B Si los estratos no están horizontales, la repetición de materiales en la superficie indica la existencia de una estructura. Si la repetición es simétrica la estructura es un pliegue. Si la repetición sigue un orden la estructura es una falla. C D B C A B Si el plano de falla buza hacia el material más moderno será una falla normal, si buza hacia el material más antiguo, una falla inversa. Buzamiento Si el material central es el más antiguo es un anticlinal, si es el más moderno será un sinclinal.

Actividad En el talud de una carretera se observan los estratos dispuestos como indica la figura. ¿Cómo sabemos que estructura (pliegue o falla) es? ¿Por dónde pasa su plano axial? ¿Es un anticlinal o un sinclinal? ¿Por qué?

¿Cuál es el labio levantando? Actividad En el talud de una carretera se observan los estratos dispuestos como indica la figura. ¿Qué estructura (pliegue o falla) es? ¿Cuál es el labio levantando? ¿Es una falla normal o inversa? ¿Por qué?

Sus átomos se ordenan formando una Características de un mineral Mineral es sustancia natural, inorgánica, generalmente con una composición química definida y una estructura atómica definida que se expresa en su forma cristalina. Sus átomos se ordenan formando una Tienen una LOS MINERALES ESTRUCTURA CRISTALINA COMPOSICIÓN QUÍMICA Formada por COMPUESTOS UN SOLO ELEMENTO Cuarzo Halita Silicatos Azufre Diamante Oro Si cambia cualquiera de estas dos propiedades (composición o estructura), cambia el mineral. Estructura cristalina de la Halita

Minerales más frecuentes SILICATOS Minerales más frecuentes CARBONATOS SULTATOS SILICATOS - Forman casi la totalidad de las rocas de la corteza - Su composición es O2 47 %, Si 28% - Su estructura básica es el tetraedro silicio – oxígeno, cuyo centro está ocupado por un átomo de silicio y en cuyos vértices se disponen los átomos de oxígeno Si O4

Los silicatos se pueden unir formando cadenas, láminas, ciclos, etc. Si O4 Los silicatos se pueden unir formando cadenas, láminas, ciclos, etc. Tipos de uniones - Compartiendo 1, 2, 3, ó 4 de sus átomos de oxígeno - Sin compartir ningún oxígeno y uniéndose unos a otros mediante cationes Grado de polimerización Es el número de oxígenos (o de vértices) que un tetraedro posee en común con sus vecinos

Clasificación estructural de los silicatos Se reconocen entonces seis grupos fundamentales: Nesosilicatos (Neso significa isla) G.P. = 0: Tetraedros aislados unidos a otros similares con un catión distinto del silicio (olivino). Sorosilicatos (Soro significa grupo) G.P. = 1: Dos tetraedros que comparten oxígeno (epidoto).  Ciclosilicatos (Ciclo significa anillo) G.P. = 2: Formados por 3, 4 o 6 tetraedros se unen para formar un anillo (turmalina). Inosilicatos (Ino significa hilo) G.P.= 2; 2 ó 3: Formados por cadenas de longitud indefinida de tetraedros (piroxenos poseen cadenas sencillas y anfíboles poseen cadenas dobles).

Clasificación estructural de los silicatos Filosilicatos (filo significa hoja) G. P. = 3: los tetraedros unidos entre sí, siempre en un mismo plano (micas y arcillas). Tectosilicatos (Tecto significa armazón) G. P. = 4: los tetraedros se unen a otros por los cuatro vértices en todas las direcciones del espacio (feldespatos y cuarzo).

MODOS DE CRISTALIZACIÓN CONDICIONES PARA LA CRISTALIZACIÓN Cómo se forman los cristales MODOS DE CRISTALIZACIÓN CONDICIONES PARA LA CRISTALIZACIÓN A partir de... Por... Materiales fundidos SOLIDIFICACIÓN TIEMPO Sustancias disueltas en gases ESPACIO SUBLIMACIÓN REPOSO Disolución acuosa PRECIPITACIÓN

Tetraedros independientes Silicatos más frecuentes GRUPO MINERAL ESTRUCTURA CRISTALINA IDEALIZADA Tetraedros independientes Nesosilicatos Olivino Olivino Cadenas sencillas Inosilicatos Augita Piroxenos Cadenas dobles Inosilicatos Anfiboles Hornblenda Láminas Filosilicatos Biotita Micas Moscovita Ortosa Feldespatos Redes tridimensionales Tectosilicatos Plagioclasa Cuarzos Cuarzo

Metamorfismo El metamorfismo es el conjunto de cambios en la composición mineralógica de las rocas y en su textura que ocurren en estado sólido que afectan a una roca sometida a unas condiciones de presión y temperatura diferente a las de su origen Las rocas metamórficas se pueden formar a partir de rocas sedimentarias, ígneas o, incluso, de otras rocas metamórficas

Factores del metamorfismo Los cambios generados durante el metamorfismo vienen condicionados por la variación de factores como la temperatura, la presión y la presencia de fluidos Provoca cambios mineralógicos. El intervalo de temperatura oscila entre un valor mínimo de 150 ºC y un valor máximo que se sitúa en el comienzo de la fusión (entre 700 y 1000 ºC) dependiendo del tipo de roca y de la presión LA TEMPERATURA FUSIÓN -150 0C -700 0 …. 1000 0C METAMORFISMO La temperatura aumenta con la profundidad (gradiente geotérmico), pero puede verse afectada por otros procesos, como la existencia zonas del manto más calientes (zonas de dorsal, puntos calientes) o el ascenso de magmas. DIAGÉNESIS

Factores del metamorfismo Provoca cambios en las propiedades físicas de las rocas, reduce su volumen. Presión litostática: se genera de la carga de los materiales en el interior de la corteza y se ejerce en todos las direcciones Presión dirigida: se debe a la tectónica, provoca la reorientación de los cristales. Presión de fluido: fundamentalmente agua, facilita reacciones metamórficas que tienen como consecuencia cambios mineralógicos LA PRESIÓN Gneis Granito

Metamorfismo isoquímico. No cambia la composición química Tipos de metamorfismo Metamorfismo isoquímico. No cambia la composición química Metasomatismo: Es un metamorfismo no isoquímico (cambia la composición de la roca). Se produce porque la presencia de fluidos aporta o elimia ciertos componentes de la roca. Metamorfismo de contacto, aureola metamórfica

Tipos de metamorfismo dependiendo de la presión y temperatura El metamorfismo dinámico o de presión se produce como consecuencia de un incremento de la presión, sin que la temperatura alcance valores importantes. El metamorfismo de contacto o térmico se produce por un incremento de la temperatura. Se da en las rocas encajantes de un magma.. En estas rocas se produce una aureola de metamórfica, más intenso cuanta mayor es la proximidad al magma Corteza oceánica Corteza continental El metamorfismo regional o termodinámico se produce como consecuencia de un incremento simultáneo de presión y temperatura. Afecta a amplias zonas de la corteza. Se origina en las zonas de subducción

Cambios ocurridos durante el metamorfismo Modificaciones Incremento de la densidad Formación de nuevos minerales Recristalización Reorientación de los cristales La presión reduce los huecos de las rocas Debido a los intercambios con los fluidos o para adaptarse a las nuevas condiciones de presión y temperatura Aumenta el tamaño de los cristales Los cristales se disponen perpendicular-mente a la presión. Favoreciendo la foliación

Textura de las rocas metamórficas Por textura se entiende un conjunto de características relacionadas con la forma, tamaño y disposición de los granos o cristales que la constituyen.

TEXTURAS CON FOLIACIÓN TEXTURAS SIN FOLIACIÓN Textura de las rocas metamórficas Por textura se entiende un conjunto de características relacionadas con la forma, tamaño y disposición de los granos o cristales que la constituyen. TEXTURAS CON FOLIACIÓN TEXTURAS SIN FOLIACIÓN Pizarrosa Gneísica Granoblástica Esquistosa Las rocas no presentan disposición en láminas. Cristales de igual dimensión que forman un mosaico de grano Las rocas presentan una disposición en láminas.

Rocas metamórficas más frecuentes ROCAS CON FOLIACIÓN ROCAS SIN FOLIACIÓN Pizarra Filita Marmol Cuarcita Esquisto Gneis