Como relacionara el por unitario de una roca con su porosidad efectiva

- Indicar densidades, composicin, t, espesor y presiones de las distintas capas que forman el globo terrqueo.

a) Indica que tipo de contacto de placas tectnicas o fenmenos asociados a la teora de la tectnica global corresp A,B,C. Explique los efectos de cada uno de estos movimientos en la corteza terrestre.

b) Indique y justifique 3 efectos positivos en la economa de la actividad de las placas tectnicaA.- Zona de subduccin: subduccin de una placa tectnica ocenica bajo otra igual. Produce una trinchera submarina a lo largo de la zona de contacto y una franja angosta de hipocentros ssmicos superficiales. Se pueden encontrar lavas submarinas baslticas.

B.-Punto caliente: Manifestaciones de efusividad magmtica intraplacal asociados a la existencia de ptos calientes bajo sta. Las corrientes convectivas dentro del manto producen a veces unas plumas de magma ms caliente q asciende hasta entrar en contacto con la corteza terrestre (en este caso ocenica) donde su elevada t funde esta, creando A B C fenmenos gneos q si alcanza la sup dan lugar a volcanes ms o menos basltico.

C.-Zona divergente: Sectores donde emerge el magma desde el interior de la tierra, formando la corteza ocenica. Son las dorsales meso ocenicas; cordilleras submarinas ubicadas app en el centro de los ocanos con presencia de lavas submarinas y una franja angosta de hipocentros ssmicos superficiales.b)- La act volcnica devuelve a la corteza nutrientes esenciales para la act agrcola y silvcola. Ademas, genera desgaste mecnico de las placas (fractura y fallas) las que luego generan concentracin de ciertos minerales de inters econmico.

Tambien genera act hidrotermal, q puede utilizarse para obtener energa geotrmica.- Roca: Todo material constituyente de la corteza terrestre sin exclusiones cualesquiera sean sus propiedades o estado fsico, poseen una composicin qumica mineralgica relativamente constante.

- Mineral: Conj de elementos qumicos q debe cumplir con ciertas prop (slido, origen inorgnico, composicin qumica definida, homogneo, estructura atmica interna ordenada) entre otras.- Relacin peso unitario vs porosidad efectiva: El peso unitario de una roca es una prop fisicoqumica q est det x 3 factores: Peso especfico, porosidad y absorcin. Si la roca tiene baja porosidad efectiva entonces el peso unitario de la roca es alto ya q la porosidad es inversamente proporcional al peso unitario y adems esta depende en gran parte del % de huecos q tenga y si la roca es de una fuerte cohesin este % de huecos es bajo.- La permeabilidad de la secuencia estratigrfica es mayor a medida que esta ms cercana a la superf a qu se debe? Depende del % de poros y de granulometria, al aumentar su profundidad en la corteza nos encontramos con una mayor presin de confinamiento que da lugar a rocas con menor % de porosidad y grnulos mas pequeos disminuyendo su permeabilidad y aumentndola a medida que se alcanza la superficie de la corteza.

- Minerales formadores de roca, clase mineralgica ms abundante en la corteza (4 ej.): Conforman la mayor parte de la corteza terrestre, principalmente compuesto x O, Si, Al, Fe. Ca, Na, K, Mg. La clase mineralgica ms abundante en la corteza son los silicatos, por ej, Cuarzo, feldespato potsico, feldespato plagioclasa, piroxenos. etc.- La tabla corresponde a muestras de rocas gneas y metamrficas, ordene de mayor a menor segn peso unitario en seco. Fundamente sus respuestasTipo de rocaPeso Especfico AparentePorosidadAbsorcion %Peso unitario En seco.ppe

Basalto2.7722.069.973

Gneiss3.122.230.841

Pizarra2.770.000.002

Riolita2.494.131.674

El peso especifico es directamente proporcional al peso unitario lo q quiere decir a mayor peso especfico mayor peso unitario. Si tenemos un peso especfico alto x lo general tenemos una porosidad reducida y absorcin reducida.

- Relacin permeabilidad de una roca con su porosidad: Permeabilidad: Cap q tiene la roca de dejar fluir o circular agua a travs de ella, depende de la granulometra (A > tamao de los granos > permeabilidad) y est directamente relacionada con la porosidad efectiva ya q esta es el % de huecos q estn interconectados, si este % es bajo o nulo la permeabilidad es nula. Ej.: La espumita no posee permeabilidad por tener un % de porosidad efectiva de 8%. caso contrario la arenisca.

- Indica a q tipo de contacto tectnico (placas tectnicas) corresponden los sgtes lugares geogrficos y explica las consecuencias de estos movimientos:

- Isla de pascua: Corresp al tipo divergente donde hay creacin de nuevo material y volcanismo

- Himalaya: Corresp a un contacto convergente (continental-continental) produciendo levantamientos (montaas, mesetas) y sismos pero sin volcanismo.

- A partir del sgte esquema de las placas tectnicas q forman la corteza de ubique un ej e indique los efectos en los sgtes contactos

a. contacto convergente continental-continental: Placa Euroasitica con la Indoaustraliana, generacin de cadenas montaosas, elevacin del terreno y sismos

b. contacto convergente ocano-ocano: Placa del Pacifico con Placa Filipina, generacin de volcanes, fosas y sismos c. contacto transformante ocano-ocano: Placa del Pacifico con Placa de Nazca, Zona de fractura entre cresta y cresta. Hipocentros ssmicos someros en la angosta franja entre las crestas desfasadas

d. punto caliente en corteza continental: Yellowstone en placa Norteamericana, generacin de lava, emisiones geotrmicas y sismos.- Segn la clasif de resistencia (rock hardness) de las rocas de attewell y farmer 1976 q sign que sea considerada de resistencia muy dbil (very weak): Significa q la roca tiene un grado de compactacin muy bajo o un alto grado de meteorizacin, estas presentan una resistencia entre 10-20 mpa, generalmente son rocas sedimentarias- Comportamiento frgil o competente de una roca: Si durante la deformacin domina un comportamiento elstico o si se llega a la rotura con poca o ninguna deformacin, se dice que el material es un material frgil. Tiene, pues, una escasa (o nula) capacidad para fluir. A las rocas con este comportamiento se las denomina rocas competentes.- Factores que influyen en la resistencia de una roca a los esfuerzos de cizalle: El esfuerzo de cizalle es cuando una parte de la roca se desplaza con respecto a la otra. Se puede generar una superficie de corte o una fluencia de una parte con respecto a la otra esto depende del ngulo de friccin interna, si este ngulo es pequeo se produce una fluencia pero no ocurre una superficie o plano de ruptura.

- Una roca grantica es sometida a esfuerzos de compresin a/ en:

Temperaturas y presiones atmosfricas. Temperaturas de 250C. Presin confinante de 5 kb. Presencia de fluidos.

A.- 3000

Tenemos una deformacin elstica hasta los 3000 kg/cm2 de esfuerzo de la compresin y luego comienza una deformacin plstica hasta llegar al punto de ruptura, tenemos una gran resistencia a la compresin y mayor limite de ruptura.B.- 1 2 3 4 400

Tenemos una deformacin elstica hasta los 400 0 600 kg/cm2 mas o menos y luego comienza la deformacin plstica hasta llegar el punto de ruptura, tenemos una baja resistencia a la compresin y un menor limite de ruptura.

C.- Si la presin confinante es baja la roca tiene un comportamiento elstico muy corto.D.- En presencia de fluidos la deformacin elstica es muy corta y la deformacin plstica se logra con mayor facilidad.- Segn la clasificacin de resistencia (rock hardness) de las rocas de Attewell y Farmer 1976 que significa que sea considerada de resistencia fuerte (strong): Una roca (strong), presenta una resistencia entre 80-160 mpa, una roca fuerte indica que habr que realizar mayores esfuerzos para generar la fractura de esta, pues esta presenta una mayor cohesin, ejemplos de estas son las rocas gneas.

- A partir del siguiente grafico explique la resistencia a la compresin (comportamiento elstico plstico) de una roca segn las condiciones a, b, y c

a.- Deformacin elstica hasta los 3000 kg/cm2 y el % de deformacin aumenta muy poco, luego comienza una deformacin plstica aumentando considerablemente el % de deformacin hasta llegar el punto de ruptura. La resistencia a la compresin es alta y el lmite de ruptura tambin.b.- La deformacin elstica llega hasta los 2000 kg /cm2 luego comienza la deformacin plstica hasta llegar al punto de ruptura que es mucho menor que el primero y la resistencia tambin disminuye.

c.- La deformacin elstica llega hasta los 1000 kg/cm 2 luego comienza la deformacin plstica, la resistencia a la compresin es muy baja esto es efecto de la presencia de agua y de la temperatura.

Se puede decir que a medida que aumenta la temperatura y el agua ser mucho ms fcil lograr la deformacin de la roca.

16.-Grafique, explique y compare el comportamiento geomecanico que tiene una roca intrusiva grantica, si es sometida a esfuerzos de compresin en condiciones de superficie con su comportamiento a temperaturas de 300C +presencia de fluidos. Fundamente su respuesta.El grafico es el mismo solo no va la lnea del medio y la ultima lnea cambia a los 500 kg/cm2

Tenemos una deformacin elstica hasta los 3000 kg/cm2 y el porcentaje de deformacin aumenta muy poco , luego comienza una deformacin plstica aumentando considerablemente el porcentaje de deformacin hasta llegar el punto de ruptura. La resistencia a la compresin es alta y el lmite de ruptura tambin lo es.

La deformacin plstica llega hasta los 500 kg/cm 2 luego comienza la deformacin plstica, la resistencia a la compresin es muy baja esto es efecto de la presencia de agua y de la temperatura.En conclusin podemos decir que una roca al aumentar la temperatura y estar en presencia de fluidos aumenta su plasticidad y disminuye su elasticidad.- Factores q determinan el peso especfico de una roca: Depende de la composicin qumica, mineralgica y de la cohesin. A mayor peso atmico mayor va a ser el peso especfico. Tambin depende de la cohesin, ya que a mayor cohesin de la roca mayor P.E. Las rocas del interior de la tierra tienen mayor P.E. que las rocas de la superficie. Las rocas gneas tienen mayor peso especifico que las rocas sedimentarias.

18.-Cul es la diferencia entre resistencia fundamental de una roca y la resistencia a la rupturaLa resistencia fundamental de una roca es el esfuerzo que es capaz de soportar una roca sin limitacin de tiempo, bajo condiciones fsicas dadas T, presin y presencia de soluciones sin sufrir rupturas o deformaciones continuas, es decir la resistencia de la roca en el interior de la corteza terrestre y la resistencia a la ruptura es la fuerza por unidad de carga necesaria para causar ruptura a la T ambiente y presin atmosfrica en experimentos de roca. Estos esfuerzos pueden ser tensin-compresin-cizalle. 19.-Qu entiende por Roca de comportamiento dctil o incompetente? Grafique su comportamiento ante un esfuerzo de compresin.

Diagrama Esf. De Comprensin

Estos tienen un comportamiento elstico, plstico en donde si tiene una deformacin, pero temporal en la zona elstica.

Zona plstica ( def. Permanente.

Zona de ruptura donde es vencida la resistencia de la Roca.

20.-Como influye en la capacidad de solubilidad de la roca el potencial ionico de los iones que forman los minerales en una rocaEn general todas las rocas van a ser solubles porque estn formadas por minerales que se forman por cristalizacin del magma, es decir estn formados por iones que tienen la posibilidad de estar en la disolucin. Esta disolucin no depende del radio ni carga ionica sino que va a depender de las condiciones fisicoqumicas de las rocas (ph y concentracin) los iones tienden a migrar para formar la solucin, los iones con un potencial ionico fuerte liberados en el agua corresponden a aniones complejos solubles (su reaccin es ms rpido generalmente el grupo de los fosfatos, carbonatos, sulfatos)- En cual de las sgts. Figuras la roca tendra una mayor permeabilidad? Fundamente su respuesta. a

b

cR: la roca representada por la figura (a) posee mayor permeabilidad debido a que la porosidad efectiva, es decir, los poros que estn conectados entre son mayor. Si bien la porosidad en (c) es similar, se observa que hay varios poros aislados, que por tanto, se encuentran incapacitados de facilitar el paso de algn fluido a travs del mineral.

22.-Segn la figura siguiente, en la cual se muestran diques cortando una secuencia estratificada, indique cual sera la direccin en la cual este macizo rocoso presentara mayor resistencia a la compresin libre no confinada

R: en direccin horizontal, puesto que si se ejerce una fuerza en direccin vertical ( en la direccin de los diques ) esto se transmitir fcilmente a travs de las discontinuidades produciendo la ruptura de la roca; en direccin horizontal, el esfuerzo hace exactamente lo contrario; es obligado a distribuirse a lo ancho del dique, por lo que este ltimo, refuerza la resistencia de la roca.

23.-Cmo influyen en el comportamiento elsticoplstico de una roca la presencia de fluidos y el aumento de la temperatura en el sistema? R: a medida que aumenta la presencia de los fluidos y la temperatura, aumenta el comportamiento plstico y disminuye el elstico, es decir, la roca se hace ms dctil o incompetente.

24.-Cuales son los factores que controlan el denominado proceso de alteracin hidrotermal? Explique brevementeR: los factores controladores son:

Temperatura y la diferencia de T ( T) entre la roca y el fluido que la invade: mientras ms caliente el fluido mayor ser el efecto sobre la mineraloga original.

Composicin del fluido, sobre todo el pH del fluido hidrotermal: mientras ms bajo el pH( fluido ms cido) mayor ser el efecto sobre los minerales originales.

Duracin de la interaccin agua-roca y variaciones de la razn agua-roca: mientras mayor sea el volumen de soluciones que circulen por las rocas y por mayor tiempo, las modificaciones mineralgicas sern ms completas.

Permeabilidad de la roca: una roca compacta y sin permeabilidad no puede ser invadida por fluidos hidrotermales para causar efectos de alteracin. Sin embargo, los fluidos pueden producir fracturamiento hidrulico de las rocas o disolucin de minerales generando permeabilidad secundaria en ellas.

25.-De qu factores depende el color de las rocas?

R: el color est determinado por la humedad, las rocas hmedas presentan un color ms oscuro que las rocas secas, ya que tienen incidencia de luz , y las rocas secas reflejan luz, por lo tanto las rocas con mayor porosidad tienen una mayor absorcin de lquidos que las rocas menos porosas; por consiguiente tienen un color ms oscuro, tambin depende de la granulometra ya que a mayor granulometra el color es ms claro y a menor granulometra ms oscuro, roca con ms agua va a ser una roca oscura y roca con menos agua va a ser un mineral claro, por lo tanto el color de una roca depende de su composicin qumica y mineralgica que pueden ser flsicos y/o maficos.26.-Segn el ciclo de la roca cuales se forman a partir de rocas preexistentes? Y cules son los factores que provocan esos cambios.

R: las rocas que se forman a partir de rocas preexistentes son las sedimentarlas y metamrficas.

Sedimentarias: se forman en condiciones de superficie y los factores que provocan los cambios son la t ambiente -150C y la presin Patm-10Kbar, las rocas sedimentarias pueden ser:

*clsticas: se forman por acumulacin mecnica de fragmentos de rocas o minerales preexistentes.

* No clsticas: formado por la acumulacin de materia inorgnica, y estos pueden ser de origen qumico o inorgnico.

Metamrficas: en este caso se produce una variacin mineralgica de textura no as de composicin qumica y depende del factor t: 150C-600C y P: 10-20 Kbar.

Existen tres tipos de metamorfismo:

-contacto: variacin temperatura.

-dinmico: variacin presin.

-regional: variacin presin y temperatura.

Por lo tanto los factores que influyen y provocan estos cambios son la meteorizacin, metamorfismo y alteracin hidrotermal (por la accin de aguas termales).27.-Indique y explique tres factores que disminuyen la resistencia a la compresin libre no confinada de una roca.

R: la presin no confinada de una roca depende de diversos factores tales como tamao del grano, porcentaje de absorcin y direccin del esfuerzo.

-Si una roca esta compuesta por granos finos tendr una mayor resistencia que una de granos gruesos, pues la primera tendr mayor cohesin.

- a mayor absorcin, menor resistencia por lo tanto la presencia de humedad en una roca disminuye la resistencia a la compresin.

- direccin del esfuerzo: si el esfuerzo es perpendicular, la resistencia ser mayor.

28.-Explique brevemente en que consiste la teora de las placas tectnicas; los tipos de contacto existentes entre las placas y relacinelos a las causas de produccin de magmas.

R: la teora de las placas tectnicas consiste en que la corteza terrestre tambin llamada Litosfera est dividida en grandes y pequeas reas de terreno llamadas placas, las que con estudios, se puede decir que estn en movimiento debido las corrientes de conveccin. Entre las grandes placas se conocen las siguientes: Sudamericana, Norteamericana, Nazca, Pacifico. Los tipos de contacto existente entre las placas son 4:

-Convergente: ocurre cuando 2 placas colisionan produciendo destruccin de material. Ej.: Ocenica-ocenica. Estas placas chocan produciendo gran vulcanismo

ocenica-continente: las placas chocan y la ocenica se hunde bajo la continental por ser ms densa, existe gran actividad ssmica y sobre todo actividad volcnica.

-Divergente: zonas donde la placa se est separando una de la otra.

-Transformante: hay desplazamiento de una placa con respecto de la otra.

-Zonas de lmites de placas: zonas ms extensas en las cuales hay tanta divergencia, convergencia y deslizamiento de placas, estas zonas de sismos y de volcanes, las placas se mueven por el manto ya que es un material plstico que est en movimiento y dentro de l se generan las llamadas corrientes de conveccin.

29.-Indique y explique a qu tipo de contacto tectnico o proceso relacionado a la teora de tectnica de placas corresponden los siguientes lugares geogrficos

a. Isla de Pascua, Chile

Hot Spot en placa ocenica, generacin de volcanes relacionados a plumas del manto.

b. Cordillera de los Andes

Relacionados a convergencia de la placa continental sudamericana y la placa ocenica de Nazca, en la cual la placa ocenica subducta la continental generando esfuerzos compresivos sobre esta. c. Islandia

Hot spot (punto caliente) asociado a una dorsal, hay una actividad volcnica extraordinaria y la dorsal emerge a diferencia del resto de las dorsales donde son submarinas d. Mar Rojo

Contacto divergente continente-continente, se forma un rift y nueva corteza ocenico, y el mar penetra en este valle

30.-En el siguiente perfil estratigrfico indique como vara la permeabilidad de la secuencia rocosa. Fundamente su respuesta La permeabilidad depende del tamao de la partcula, de su clasificacin y la forma de la partcula En esta secuencia rocosa la permeabilidad en general aumenta hacia el interior de la corteza, El basalto es una roca impermeable por tener grano fino y baja porosidad efectiva, en este caso actuara como un sello de la secuencia, Las areniscas y lutitas tienen una buena clasificacin y sus partculas tienden a ser esfricas, pero esta secuencia contiene un nivel de carbn que posee una buena porosidad total pero baja permeabilidad, con lo cual habra otro sello en este nivel estratigrfico. Finalmente estn los conglomerados de grano grueso por lo cual son de alta porosidad y aunque sus granos son irregulares el esquema nos indica una buena conectividad, es decir la permeabilidad ser alta. Esta sera una secuencia ptima para un formar un acufero31.-Cul es el comportamiento (resistencia fundamental) del macizo rocoso en un ambiente frgil sometido a esfuerzos de tensin? Compare lo que ocurrira si el ambiente fuera dctil

- Un macizo rocoso sometido a esfuerzos de tensin en un ambiente frgil tendr una un comportamiento elstico, baja resistencia fundamental y tender a la ruptura generndose fallas normales -En un ambiente dctil la roca tendr un comportamiento plstico, una mayor resistencia fundamental que en el ambiente frgil, sufrir extensin, disminuir su espesor y finalmente llegar al punto de ruptura, generando fracturas

32.-Cul es el comportamiento (resistencia fundamental) del macizo rocoso en un ambiente frgil sometido a esfuerzos de compresin? Compare lo que ocurrira si el ambiente fuera dctil

En un ambiente frgil sometida a esfuerzos de compresin, la roca tendr una baja resistencia y se fracturar, generando fallas inversas Si el ambiente es dctil aumenta la resistencia fundamental y la roca se deformar generando pliegues

33.-Cmo se relaciona el peso especfico de una roca con su porosidad total? Fundamente.

Uno de los factores que determina el peso especfico de la roca es la cohesin y a travs de sta ltima podemos ver su relacin con la porosidad total. Una roca con bajo grado de cohesin tendr un bajo peso especfico al tener un mayor % de poros. En este caso la relacin sera con el peso especfico aparente ya que este incluye los poros de la roca

34.-Qu factores favorecen la resistencia a la ruptura (rock hardness). Explique brevemente

El principal factor que influyen en la resistencia a la ruptura (rock hardness) es el aumento de la superficie de contacto entre los cristales y esto va a ocurrir cuando: disminuye la porosidad total de la roca, aumenta el tamao de los cristales y predominan los cristales de forma irregular o equidimesionales sobre los angulares pues sus superficies de contacto son mayores.

Lmite de ProporcionalidadResistencia a la Comprensin

50.000

40.000

30.000

20.000

10.000

0

Ruptura (resistencia)

A

A = Sustancias Dctiles

B = Sustancias Frgiles

B Ruptura

123456