LECCIÓN 1

Anlisis Geolgico Estructural Universidad Alicante

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LECCIN 1 ESTRUCTURAS PRIMARIAS

1. INTRODUCCIN

Geologa estructural es la rama de la geologa que se dedica a estudiar la corteza terrestre, sus estructuras y la relacin de las rocas que las forman. Estudia la geometra de las rocas y la posicin en que aparecen en superficie. Interpreta y entiende la arquitectura de la corteza terrestre y su relacin espacial, determinando las deformaciones que presenta y la geometra subsuperficial de las estructuras rocosas.

2. ESTRUCTURA PRIMARIAS Y SECUNDARIAS

Las estructuras primarias (elementos de referencia) son rasgos originarios de rocas gneas o sedimentarias resultantes de su deposicin o emplazamiento. Las estructuras que reflejan deformacin posterior o metamorfismo son las estructuras secundarias. El inters de estudiar las estructuras primarias es comprender la historia total de una roca deformada y no slo su historia deformacional. As, el tipo de sedimento que se deposita puede proporcionar bastante informacin relativa al contexto tectnico. Adems, son importantes para la interpretacin de los aspectos geomtricos de la deformacin. Para el estudio de las deformaciones, debemos considerar una serie de superficies de referencia (S.R.), y la ms socorrida es la estratificacin (So). stas deben tener una geometra previa conocida. Juegan un papel importante en la interpretacin de la estructura de regiones deformadas. As, si no hubiera estratificacin en rocas sedimentarias, habra mucha menos evidencia de deformacin en rocas deformadas.

3. MARCADORES DE REFERENCIA

Elementos de referencia unidimensionales:

- Lineaciones: Pueden ser de origen primario (sedimentario) o secundario (fsiles).

o Origen primario: Estras: Estras son marcas del movimiento tectnico. La

direccin de la estra coincide con la direccin del movimiento. Eje de un pliegue: En pliegues con eje horizontal, el eje se ubica

perpendicular a la direccin de inclinacin.


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Intersecciones de planos: Si dos planos se interceptan forman una lnea de interseccin.

o Origen secundario: La orientacin de minerales o fsiles forma una lineacin. Eso se

puede observar durante la sedimentacin en el ambiente fluvial (orientacin sedimentaria) o a causa de una deformacin tectnica de la roca.

Elementos de referencia bidimensionales:

- Estratificacin, So: Los sedimentos y las rocas sedimentarias se presentan formando estratos o capas, que se apilan unos sobre otros, y se encuentran separados por superficies o planos de estratificacin. Cuando se dan dentro de la rocas metamrficas, las estratificacin So desaparece, siendo sustituida por S1, S2 ,S3Sn, denominada esquistosidad. En algunos casos no se sabe bien si son So o Sn porque en rocas que estn poco metamorfizadas (p.e. pizarras) los minerales suelen orientarse paralelos a la estratificacin por lo que observamos la superficie de estratificacin, que son difciles de distinguir de las deformaciones reales metamrficas.

- Tambin puede servir de referencia los contactos entre materiales de distinta naturaleza, por ejemplo rocas masivas (granito esquistos metamrficos). Ese contacto es una superficie que puede ser til en ciertos casos para evaluar la deformacin.

Elementos de referencia tridimensionales:

- Objetos geolgicos que ocupan un cierto volumen en la roca, cuyo volumen inicial se conoce. Pueden ser ndulos esfricos (pisolitos, oolitos u oncolitos) o fsiles cuando la roca se deforma, adoptan una morfologa distinta a la original.


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4. CRITERIOS DE POLARIDAD

Para poder evaluar la deformacin, nos hace falta criterios de tipo estratigrfico como son los criterios de polaridad de techo (ms moderno) y muro (ms antiguo), para poder indicar hacia donde se hace la superficie ms moderna o ms antigua. En funcin de estos criterios tendremos una estructura u otra:

Criterios: 1 De ordenacin interna dentro de los estratos:

- Laminacin: Disposicin de los elementos sedimentarios de una capa en bandas finas a menudo onduladas (cruzada en surco o artesa), paralelas u oblicuas (cruzada planar). Estas estructuras se deben a la accin de las corrientes sobre el fondo submarino.

Normalmente, solo sirve como criterio de polaridad la laminacin cruzada en surco, ya que las ondulaciones nos indican el techo y muro. A veces, sirve la laminacin cruzada planar cuando hay relacin de corte, pero se pueden confundir las lneas de granos con las superficies de esquistosidad, entonces ya no sirve como criterio.

Laminacin paralela: No permite establecer diferenciacin entre el

techo y el muro de un estrato y, por tanto, no permite diferenciar su polaridad.

Laminacin cruzada planar: si el ordenamiento interno de un estrato es en superficies planas pero no paralelas. Por ejemplo las dunas: En una duna el aire arrastra la arena de barlovento a sotavento, quedando la arena depositada formando un cierto ngulo con la horizontal. As


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sucesivamente la duna avanza y la arena se va laminando de forma no paralela a la horizontal (forsets, dimensin mtrica). En cuanto la arena que conforma la duna se agota y cambia la direccin del viento, los granos de arena de otra duna prxima se orientan de la misma forma que antes pero en orientacin distinta a los anteriores y sobre ellos, crendose as una laminacin plana y cruzada. Tampoco se puede averiguar la disposicin techo muro, pero s en ciertas ocasiones.

Laminacin cruzada en surco o en artesa: si la laminacin no es paralela ni plana. Un ejemplo lo constituye los ripples (ondulaciones prximas a la costa, no poseen sotavento ni barlovento, dimensin centimtrica). Los ripples se forma por el oleaje, si este no vara los ripples se van laminando de forma que quedan completos y superpuestos. Si el oleaje vara como suele ser lo normal, la cresta de los ripples desaparece, rellenando con la arena que la conformaba los valles entre crestas (se decapitan las crestas, quedando superficies superpuestas en artesa). Las crestas nos indican siempre el techo del estrato.

- Granoclasificacin: Ordenacin de las partculas dentro de la capa verticalmente de acuerdo con su tamao. Puede ser:

Positiva: Cuando disminuye de tamao de muro a techo. Se da en depsitos formados por medios acuosos con cierta energa.

Negativa: Cuando aumenta el tamao de muro a techo. Se dan en medios acuosos donde al principio hay poca energa y luego es muy fuerte.

- Imbricacin: Los cantos planos o alargados pueden aparecer inclinados (imbricados). La inclinacin se produce en sentido contrario a la corriente (hacia el nacimiento del ro en el caso de cantos fluviales y hacia el mar en los


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playeros). No nos sirve para determinar techo muro ya que si se encuentra invertido las piedras presentan la misma disposicin.

2 De las superficies de estratificacin: Huellas de techo

- Grietas de desecacin: Se forman cuando el agua que se ha depositado en el

sedimento se escurre y desagua o se evapora, dejando el sedimento expuesto a la desecacin. Las grietas que se desarrollan tienen una forma poligonal y se levantan en los bordes, con lo cual tienen una superficie superior cncava hacia arriba. Esta forma suele conservarse en la roca muy raras veces, pero cuando lo hace, la concavidad hacia arriba nos indica la polaridad.

- Gotas de lluvia: Provocan pequeos crteres en la superficie del estrato. Son

muy difciles de conservar pero en ambientes muy secos y clidos pueden darse.


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3 Estructuras de superficie de muro:

Tambin se les llama sole marks y se clasifican segn su morfologa. Generalmente aparecen como moldes en la base del estrato, que se sita inmediatamente por encima. Si es la marca original la llamamos mark, y si es el molde cast. Hay dos tipos fundamentales:

Huellas de corriente: Debidos a la erosin de una corriente de turbidez sobre estratos cohesivos.

Flute marks: Se producen por remolinos de corriente, que se

inician en pequeas irregularidades del fondo luttico o fangoso. Aparecen formando grupos y su morfologa es muy variada. La estructura vista en perfil, tiene una morfologa de surco irregular, alargada en el sentido de la corriente, con un borde distal ms suave y el borde opuesto ms abrupto, son asimtricos. En planta, tiene una forma de herradura, el vrtice en el borde ms abrupto y abrindose en la zona distal. Estas estructuras se conservan como casts, de manera que aparecen como bultos en los muros de los estratos, indicando la polaridad. De este modo, al molde se le llama flute mark y a lo sedimentado flute cast. Lo normal es que el material blando sobre el que ha actuado la erosin acabe totalmente erosionado, encontrndonos en el campo slo el flute cast (los sedimentos de ro transportados por la corriente de turbidez) por lo que las huellas de corriente de turbidez nos sealan el muro del estrato. Adems, tambin nos sealan el sentido de la corriente.


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Crescent marks: Se forman por erosin de la corriente sobre un fondo, cuando en esta se encuentra un objeto fijo en el fondo luttico o arenoso. Produce una estructura en forma de herradura alrededor del objeto. Se pueden conservar en la base (cast) o en el techo (marks), con forma de depresin o abultamiento con forma de herradura, indicando la polaridad.

Huellas de arrastre o impacto

Groove marks: Son un surco alargado en la direccin de la corriente. Se conservan en el muro o en la base de la capa superior de grano ms grueso, como molde. Nos da la polaridad y direccin de la corriente, y si se conserva el objeto que es difcil, tambin el sentido.

Bounce marks: Son un surco cncavo en la direccin de la corriente. Se conservan igual que los groove marks en el muro o en la base de la capa superior de grano ms grueso, como molde. Nos indica la polaridad y la direccin de la corriente.


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Prod marks: Estructuras de arrastre en punta de flecha,

indicando el sentido de la corriente. Se forman cuando el sedimento luttico es ms plstico de lo que se requiere para la formacin del groove.

4 Estructuras de deformacin sinsedimentaria:

- Estructuras de carga: Moldes en el muro de los estratos, con forma irregular. La deformacin es sufrida bajo la influencia de la gravedad en sedimentos blandos.

- Almohadillas o inyecciones (sismitas): Pueden originarse debido a la sismicidad de la zona y/o a la distinta densidad de los materiales (el sedimento inferior con menor densidad penetra por licuefaccin en el sedimentos superior y la concavidad de la almohadilla o de la inyeccin apunta siempre a techo).


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- Laminacin convolucionada o convolutes: Estructura en la que las lminas

sedimentarias se encuentran replegadas y contorsionadas dentro de un estrato, formando una serie de anticlinales separados por anchos sinclinales; el grado de contorsin aumenta hacia el techo, est confinado a una sola capa y se suele encontrar truncada por corrientes de alta velocidad, por la expulsin del agua de los poros o por un deslizamiento sedimentario posterior a la deposicin. No indican por s mismas techo y muro, pero s combinadas con las corrientes de turbidez o turbiditas.

- Slumps: Son laminaciones plegadas provocadas por deslizamientos en regiones

subacuticas donde los sedimentos se desplazan por el talud o la pendiente. Suelen aparecer truncados hacia techo.

- Turbidita, corrientes de turbidez: Es materia de observacin comn y un

hecho fcilmente demostrable que sedimentos fangosos con agua se comportan como un fluido, en fase discontinua, cuando se vierten en agua dulce o marina. Generalmente se acepta que tales fangos pueden generarse, en grandes cantidades, en diferentes tipos de cuencas y que fluirn ladera abajo a velocidades considerablemente altas, cubriendo distancias de decenas de kilmetros. Los movimientos de estas masas de fango se denominan corrientes de turbidez, o corrientes de densidad y el sedimento depositado que resulta de estas corrientes se llama turbidita.


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5 Estructuras orgnicas:

- Estromatolitos o mallas de algas: Son lminas milimtricas claras (sedimentos) y oscuras (materia orgnica). Se forman en ambientes subacuticos colonizados por cianobacterias que recubren el fondo formando extensos tapices mucilaginosos, que hacen que las partculas arrastradas por las aguas tiendan a quedar atrapadas sobre el fondo, lo que provoca el enterramiento de las bacterias. La recolonizacin del sustrato origina un nuevo tapiz que vuelve a ser cubierto y enterrado por partculas. La repeticin sucesiva de este proceso termina generando un depsito en el que alternan lminas oscuras, ricas en materia orgnica bacteriana, y lminas claras, ricas en partculas. Se dan sobre todo en rocas calizas y dolomas del Tras. Dan formas convexas sealando a techo.

- Hardgrounds: Los sedimentos marinos (sobre todo los carbonatos) pueden cementarse en la superficie deposicional originando fondos endurecidos o hardgrounds. Suelen desarrollarse cuando la tasa de acumulacin de sedimento es nula, por lo que son indicadores de detenciones en la sedimentacin y suelen desarrollarse en el muro de las discontinuidades. Suelen mostrar perforaciones, superficies ferruginizadas y/o fosfatadas.

- Pistas o huellas de superficie:

Huellas de pisadas de (indican techo) Dinosaurios Mamferos Homnidos



- Huellas internas: Son marcas debidas a funciones de alimentacin o de morada. La perturbacin provocada por los organismos en el interior del sedimento es muy variable; si el animal se introduce con el fin fundamental de alojarse en el depsito la deformacin puede afectar solamente a un espesor pequeo y a un rea reducida del sedimento; se originan, de este modo, estructuras con formas definidas. Si, por el contrario, el organismo penetra en el depsito con el objeto de buscar alimento, la perturbacin puede ser mucho ms intensa, pudiendo quedar destruida toda la estructura previa del material.

La forma que presentan las galeras es variable: tubos simples, tubos en forma de U y otras ms complejas. Tambin es diversa la orientacin respecto a la estratificacin. Es muy frecuente que los organismos que producen estas excavaciones segreguen mucus, el cual endurecer las paredes de la galera; una vez que sta queda desocupada se llenar de sedimento, que generalmente ser diferente a aquel en que se produjo la excavacin, pudiendo o no estar estratificado.

Tigillites: Son estructuras formadas por tubos, ms o menos

cilndricos y dispuestos verticalmente respecto a la estratificacin. El relleno puede ser igual o diferente al del sedimento en que se encajan. En ocasiones presentan estrangulaciones dispuestas perpendicularmente a la estratificacin. La terminacin del tubo en la superficie suele tener forma de embudo. Se les ha atribuido tanto un origen orgnico como inorgnico; no obstante, en la actualidad parece haber acuerdo en considerarlas como debidas a organismos, probablemente gusanos. Las dimensiones son variables, siendo lo ms frecuente que su longitud sea igual a la potencia del estrato en que se encuentran. Son especialmente abundante en el Cmbrico y el Ordovcico.

Skolitos: Son tubos cilndricos, con dimetros que raramente pasan de 1 cm. Se disponen perpendicularmente a la estratificacin y suelen aparecer en gran nmero dentro de una misma capa. Son muy frecuente en areniscas. Tiene gran semejanza con los tigillites, incluso algunos autores consideran que se trata de una sola estructura. Se atribuyen a gusanos.



Fucoides (Chondrites): Son estructuras formadas por tubos que se ramifican a partir de uno central, tomando el aspecto de un vegetal. El tubo central puede disponerse perpendicular u oblicuamente a la estratificacin, terminando en la superficie superior del estrato. Interiormente los tubos tiene color negro, debido a la presencia de sulfuro de hierro. Su longitud no suele sobrepasar los 10 cm, mientras que la anchura suele ser del orden de 1 mm. Es una huella de alimentacin atribuida a gusanos. Es muy frecuente en las series turbidticas.

Zoophycos: Bajo esta denominacin se agrupan varias formas, entre las cuales se encuentran Cancellophycus y Spirophyton. Presentan una serie de ramificaciones en espiral, que parten de un eje central. Son huellas de nutricin debidas a gusanos.

Anlidos (Conchotrema): Existe un gran nmero de

perforaciones atribuidas a este grupo; sin embargo, no se encuentran muchos datos acerca de la forma que presentan. Las ms frecuentes tienen forma de bolsa o de tubo. Las perforaciones se realizan por medios mecnicos en unas especies, mientras que en otras emplean medios qumicos. Entre los tipos de fsiles se encuentra Conchotrema, constituida por tubos rectos o curvados, que pueden presentar ramificaciones. El dimetro de los tubos es menor de 0.5 mm.



Litfagos: Las formas de las perforaciones son muy variadas, no slo entre las diferentes familias, sino dentro de una misma. El mtodo de perforacin puede ser mecnico o qumico; en este caso la perforacin est revestida interiormente por un depsito de carbonato clcico cuya forma vara segn las especies. Es frecuente encontrar la concha dentro de la perforacin, pero no siempre se corresponde con el organismo que realiz la perforacin.

LECCIÓN 1

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