TP N 2016 - Apuntes 1 PDF

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GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS DE GEOLOGIA ESTRUCTURAL DEPTO. DE GEOLOGÍA Y PETROLEO Licenciatura en Ciencias Geológicas

TRABAJO PRACTICO Nº 1 Orientación de planos y líneas. Orientación de Planos y Líneas. Rumbo, Buzamiento y Dirección de inclinación en Estructuras Planares, Plunge y Pitch en estructuras lineales. Buzamiento aparente. Simbología cartográfica y notación de elementos estructurales. Escalas. Se dividirá en dos días, completando los ejercicios durante la clase 1° Día ejercicios 1 y 2. 2° día Ejercicio 3 Materiales x x x x x x x

lápices de colores escuadra de 30° y 45° (No muy grandes) transportador de 360º papel milimetrado portaminas goma de borrar calculadora con funciones trigonométricas

Elementos estructurales Entre los primeros elementos estructurales que manejaremos están los planos y líneas geológicos. El término "geológico" es agregado para hacer notar que estos planos y líneas no tienen en la Naturaleza la perfección que poseen en su estricta definición geométrica; pero salvando las diferencias, los trabajaremos como si fueran planos y líneas geométricas. El rasgo plano más citado como ejemplo en los primeros textos de geología es el plano de estratificación. Existen otros planos, entre los que se pueden citar: planos de foliación, de fallas, de diaclasas, etc. El otro rasgo elemental, las líneas, son de variado origen y naturaleza, como ejemplos podemos citar: lineaciones minerales, estrías de falla, etc. Un rasgo lineal nace por ejemplo de la intersección de dos planos; podemos encontrar ejemplos en la intersección de un plano de estratificación con un plano de esquistosidad o la intersección de un plano de estratificación con el plano topográfico, etc. Los planos y líneas geológicas tienen una orientación y una simbología con la cual los representamos cartográficamente.

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Planos Orientación: término que describe la disposición o actitud de un plano o línea estructural en el espacio, por lo general relacionado con coordenadas geográficas y con la horizontal. El instrumento más común que nos proporciona esa información es la brújula geológica. La orientación o actitud de un plano en el espacio se establece dando el valor del rumbo y del buzamiento o el valor de la dirección de buzamiento y la intensidad del buzamiento. El rumbo (Ing. Strike) se puede definir como la línea que resulta de la intersección del plano geológico con un plano horizontal. Se expresa como un valor angular entre esta línea y la línea del norte Geográfico o Magnético. (Figura 1). Se simboliza con la letra U. Se puede medir en el campo con una brújula geológica.

Rumbo

Representación en planta

N

30o Rumbo del estrato: N 30º

Figura 1

Buzamiento (ing. Dip): Perpendicular a la línea de rumbo se encuentra una línea que se llama de máxima pendiente, esta línea proyectada a la horizontal determina un ángulo vertical que se denomina ángulo de buzamiento (Figura 2). Se simboliza por la letra β. Al ángulo de buzamiento se lo conoce también como intensidad del buzamiento. Se mide con un clinómetro. Nótese que un ángulo de buzamiento = 0º indica un plano horizontal, y que un ángulo de buzamiento = 90 indica un plano vertical.

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Al valor angular con respecto al Norte de la proyección horizontal se la define como dirección de inclinación. (Figura 3). Dirección de inclinación o de buzamiento (ing Dip direction): Es la proyección horizontal de la línea de máxima pendiente (Figuras 3 y 4). Se expresa con el valor angular respecto al norte e indica hacia donde se inclina el plano.

Direc c ión de inc linac ión (ing Dip direction): es la proyección horiz ontal de la línea de máxima pendiente. (hacia donde s e inclina el plano) S e expres a como un ángulo res pecto al norte. S e mide con una brújula. P uede ser 0 o – 360 o F igura 3

El símbolo utilizado en mapas geológicos para indicar la orientación de un plano geológico en posición normal (no rebatido) se ilustra en la Figura 4.

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En la notación de planos geológicos se indica el rumbo con un valor azimutal. Azimut (o Acimut) verdadero: Medida desde el punto cardinal Norte Geográfico, en sentido horario, sobre un plano horizontal. Azimut magnético: Utilizamos el norte magnético, medición que realizamos con brújula. Para convertirlo a Azimut verdadero se corrige por la declinación magnética local.

Rumbo/buzamiento/dir. (ej. N 50°/65°NO)

El primer número es el rumbo en una forma azimutal. Ejemplo 50° también es válido el valor de 230° es decir el opuesto.

Figura 5

El segundo número es el buzamiento (65°). Las letras (NO) definen la dirección de inclinación, hacia dónde se inclina el plano en este caso nor oeste, se puede usar (NW) norwest.

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También se puede indicar el rumbo por cuadrantes: Tipo americano: N rumbo E/W; buzamiento dir. (ej. N50E;65NW) N significa el inicio (punto cero) del dato, el primer número (ejemplo: 50) significa el rumbo a partir del N. Hay dos posibilidades hacia el E o hacia el W (oeste). En el ejemplo tenemos 50º hacia el este. El rumbo en este tipo de notación nunca es mayor de 90º. El segundo número es el buzamiento y por último la dirección de inclinación en letras, o hacia dónde inclina el estrato. Esta notación requiere mayor cantidad de letras y números para definir el plano. Nótese que en el cuadrante NW se cuenta contra-reloj, mientras que en el cuadrante NE en el sentido del reloj.

Otra manera de indicar la orientación de un plano es mediante la dirección de inclinación. Es la notación que requiere menos números o letras Dirección de inclinación/buzamiento (ejemplo 320 /65 ) El primer número (ejemplo: 320°/...) es la dirección de inclinación o dirección de buzamiento, indica hacia qué dirección inclina o buza el plano, se mide desde el norte en sentido horario. Sus valores pueden variar de 0° a 360 ° El segundo número es el buzamiento ( Ejemplo 65) Recordemos en la fig. 5 el buzamiento se indicaba 65°NO Para el mismo plano en la notación de dirección de inclinación no se requiere indicar hacia dónde inclina porque ya está definida la dirección de inclinación, en este caso 320° corresponde al cuadrante NO.

Buzamiento Aparente En una sección estructural perpendicular al rumbo, vemos el buzamiento real de las capas. Pero en una sección estructural no perpendicular al rumbo lo que vemos es un buzamiento aparente, que puede variar desde un valor máximo (buz. real) hasta cero (sección paralela al rumbo de las capas). (Figura 6).

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P lano geológico (en verde) obs ervado des de Diferentes s ecciones . (E l término “Manteo” es usado en E s paña)

F igura 6 Debe notarse que entre la línea de rumbo y la de máxima pendiente existen infinitas líneas oblícuas, cada una de esas líneas proyectadas a la horizontal tendrá su propio ángulo de buzamiento, pero en todos los casos serán de menor valor que el valor de la línea perpendicular al rumbo: cada uno de estos valores es un buzamiento aparente (β') del plano.

Figura 7

Ω: ángulo entre el rumbo de la capa y la sección, en este caso 90°

Ω: ángulo entre el rumbo de la capa y la sección, en este caso menor a 90°

β: Buzamiento real, sección perpendicular al rumbo

β’: Buzamiento aparente, sección no perpendicular al rumbo

El ángulo de buzamiento aparente (β') depende del ángulo de buzamiento verdadero (β) y del ángulo entre el rumbo de las capas y la orientación del corte o sección geológica sobre el que se observa (Ω). (Figura 7). Recurrimos a una fórmula que relaciona la tangente del buzamiento real (tg β), la tangente del buzamiento aparente (tg β') y el seno del ángulo que forma la el rumbo de las capas con la traza de la sección (Ω). tg β' = tg β * sen Ω

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Líneas. Dirección de inmersión y plunge de una línea. En el caso de querer determinar la orientación de una línea debemos determinar su dirección de inmersión y su plunge. Imaginemos un plano vertical que contenga a la lineación y proyectemos ésta a la horizontal, al ángulo vertical así definido se lo llama plunge. (conceptualmente sería el buzamiento de una lineación) En la figura 8 el ángulo vertical (Plunge) indicado es de 30° Obsérvese que es el ángulo entre un plano horizontal de referencia y la lineación. Puede variar de 0º a 90º. El plano horizontal de referencia contiene a la proyección de la lineación y a la línea del Norte geográfico o magnético; al valor angular entre estas líneas la llamamos dirección de inmersión. Obsérvese que es un valor azimutal, medido en un plano horizontal. La notación de la dirección de inmersión puede darse de 0ºa 360º, Se utiliza también un valor angular, pero medido sobre el plano geológico. El ángulo entre la línea de rumbo del plano geológico que contiene a la lineación y la lineación se denomina pitch o rake. Suele utilizarse también el término cabeceo (Figura 8).

Dirección de inmersión

Plunge y Dirección de inmersión de una lineación

Cabeceo, pitch o rake de una lineación

Figura 8

Escalas. La escala es la relación matemática que existe entre las dimensiones reales y las del plano o mapa. La escala numérica representa la relación entre el valor del medido sobre el mapa (el número a la izquierda del símbolo ":") y la distancia real (el número a la derecha del símbolo ":") un ejemplo de ello sería 1:100.000, lo que indica que una unidad cualquiera (por ej. 1 cm) en el plano representa 100.000 de esas mismas unidades en la superficie terrestre o la que el plano represente. La escala gráfica es la relación anterior representada gráficamente. Se indica la relación entre la longitud sobre el mapa y la realidad. Un ejemplo de ello sería: 0_________10 km. El segmento graficado representa 10 Km Se puede obtener: E ( escala) = Distancia real / Distancia en el mapa. Este cálculo se realizarse con las mismas unidades. Página 7 de 11

EJERCICIOS 1.- Completar la notación y la simbología correspondiente a planos geológicos, en los siguientes cuadros: Símbolo

Notación

N 180º/90º Plano Horizontal Dirección de inclinación 90º/25º Dirección de inclinación 320º/45º Dirección de inclinación 146º/55º

Rumbo (azimutal) / Buzamiento

Símbolo

Rumbo(Cuadrantes) / Buzamiento

Notación

Dirección de inclinación / Buzamiento

Símbolo

N 50ºW/20ºSW N 20ºE/50ºNW N 135º/50ºNE

N 35/50ºSE

N 156º/10ºSW

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2.- Mapas y perfiles geológicos a) Realizar los cortes x-x’ los mapas. El Mapa 1 es un mapa geológico sobre una superficie topográfica uniforme de 300 msnm. El N° 2 es un mapa topográfico geológico. Respete la escala vertical y represente las unidades geológicas. c) Cuál es la escala numérica de los mapas? y cuál es el valor del buzamiento de las capas en el mapa 2 ?

2

1 A

50

x

B

52

C

A

B

C

55

X´

x

X’ C

B A

0

500 m

3) Se relevaron en el campo y graficaron en planta a escala 1:10000 las unidades a, b, c, d, Las unidades a,c, son areniscas, mientras que b,d, son pelitas. Se relevó un intrusivo de granodiorita K. (Figura 9) Considerando que el plano tiene una elevación uniforme de 300 msnm, realizar las secciones geológicas AB; AC; y AD calculando los buzamientos aparentes que correspondan. Mantener la escala del mapa.

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Figura 9

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A

d

52º

c

b

52º

a b

27º

c

d

27º

D

47º

c

b

47º

Escala 1:10000

a

Norte

b

30º

B

C

Simbología cartográfica

Bibliografía: Geological Structures and Maps – Richard Lisle Structural Geology – Donald Ragan Prácticas de Geología – Martín; Benítez; Barrientos.

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