Introducción

Objetivo de la Geología Estructural: Estudio de la estructura de la corteza terrestre o de una determinada región.

a) Levantamiento de los foliaciones (planos geológicos)
b) Análisis de la deformación tectonica de las rocas presentes
c) Reconocimiento de las estructuras tectónicas en un sector (fallas, diaclasas)

Planos Geológicos: En la mayoria las rocas de la corteza terrestre muestran varios tipos de planos geologicos. Existen en general dos tipos de planos:

a) Foliaciones primarias

Tienen su origen antes de la litificación, es dicir durante la deposición. Ejemplos: Estratos, Flujo magmatico.

b) Foliaciones secundarias

Tienen su origen despues de la litificación: Todos los planos cuales se han formado a causa de fuerzas tectonicas presentes en la corteza terrestre.Ejemplos: Diaclasas, Fallas.

Para difinir la orientación de un plano (estrato, falla, diaclasa) en la naturaleza matematicamente se usan el rumbo, la dirección de inclinación y el manteo:

Concepto de Rumbo-Manteo-Dirección de Inclinación: Para describir la orientación de un plano geologico matematicamente se nececitan dos (o tres) propiedades:

a) Dirección de inclinación
b) Rumbo
c) Manteo

Para definir la orientación de un plano se necesita la dirección de inclinación y el manteo; o el rumbo, manteo y la dirección de inclinación. La dirección de inclinación (ingl. Dip Directión) marca hacia donde se inclina el plano, o la proyección horizontal de la linea del máximo pendiente.  El rumbo es la linea horizontal de un plano (véase abajo). El manteo o buzamiento (ingl. dip) mide el angulo entre el plano y el plano horizontal.

El rumbo se puede difinir como linea que resulta por la intersección del plano geológico por un plano horizontal.  Se puede imaginarse un superficie de agua (que es siempre horizontal), se hunde el plano hasta la midad, la linea hasta donde se mojo el plano será el rumbo.

Para tomar los datos tectonicos de planos geológicos en terreno se usan la brújula. Existen dos tipos de brujulas para tomar las medidas: La brujula del tipo Brunton (generalmente para mediciones con el rumbo) y la brújula tipo Freiberger (generalmente para mediciones con la dirección de inclinacion).

Brújula del tipo Brunton: La brújula "Brunton" se usa generalmente para mediciónes del rumbo y manteo. Es decir mediciones del tipo "medio circulo" y del "tipo americano". Tambien mediciones del concepto "circulo completo" son posible. La brújula "Brunton" existe en la versión azimutal (de 0 hasta 360º)  y en la versión de cuadrantes (cada cuadrante tiene entre 0-90º).

Brújula del tipo Freiberger:
 

Para mediciones de circulo completo ( Dirección de inclinación/ Manteo). Con la brújula Freiberger se puede medir en una vez la dirección de inclinación y el manteo. Pero tambien se puede tomar excepcionalmente datos del tipo americano (Rumbo, Manteo, dirección).  Con la brújula Freiberger se mide más rapido y más fácil.  Los datos del tipo Circulo Completo son más corto y facil para manejar.

Los datos tectónicos: tipos de notaciones
Existen lamentablamente varias maneras para difinir un plano geológico. En la misma manera no hay un concepto unico en las notaciones. Importante es el uso correcto de un tipo de notaciones, sin mezclar con los demás. Se prefiere notaciones simples para no complicar el traspaso a la computadora.

Existen tres tipos de notaciones de datos tectónicos:

Circulo completo: dirección de inclinación/manteo (ej. 320/65)

El tipo de notación mas facil y más eficiente. Solo dos numeros permiten la descripción de cualquier plano. El primer número (ejemplo: 320/...) es la dirección de inclinación (dip direction), el valor azimutal en ºgrados hacia donde el plano se inclina. Un plano con inclinación hacia al norte entonce tiene 0º hacia este=90º; hacia al sur 180º; hacia oeste= 270º. Entonces el primer número (la dirección de inclinación) puede llagar hasta 360º. El manteo siempre es el angulo pequeño entre la horizontal y el plano geológico. Nunca puede ser superior de 90º. Este tipo de notación es fácil y rapido por tener solo dos números. Es muy recomendable usar este tipo de notación. No hay tantos errores a gracias de una difinición fácil y unica. Cuidado: Algunos usan manteo - Dirección de Inclinación: (Ejemplo: 65 - 320)

Medio circulo: Rumbo/manteo dir. (ej. 50/65NW)

Este tipo de medición hoy casi no se usan, pero existe todavia: El primer número (ejemplo 50) es el rumbo en una forma azimutal, podría ser un número entre 0º hasta 180º. Siempre hay un rumbo en este segmento. El segundo número es el manteo. Las letras al fin definen la dirección de inclinación. Eso es necesario porque el rumbo es bidireccional y siempre resultan dos posibilidades hacia donde se inclina el plano.

Tipo americano: N rumbo E/W; manteo dir. (ej. N50E;65NW)

El tipo de notación más usado en Chile es el tipo americano. N significa el inicio (punto cero) del dato (para planos geológicos siempre se puede usar N; para lineaciones tambien se necesita "S"). El primer número (ejemplo: 50) significa el rumbo a partir del N. Hay dos posibilidades hacia E como este o hacia W como oeste. El rumbo en este tipo de notación nunca es mayor de 90º. Entonces en el ejemplo tenemos 50º hacia el este. Despues del ";" viene el manteo como se conoce, y como último la dirección de inclinación en letras. El problema de este notación es la gran cantidad de letras y números para definir el plano. Además en el cuadrante N....W se cuenta contra-reloj, en el cuadrante N...E en el sentido del reloj, eso tambien complica un poco este norma. El uso de este tipo de notación siempre necesita atención y sería mejor verificar los datos tomados o transpasados (especialmente en la tarde).

Los tres tipos de notaciones tectónicos defínen matemáticamente la orientación un plano geológico. Para definir un plano se usan una linea fija, que marca la orientación en el plano: La primera posibilidad es el rumbo, la otra es la dirección de inclinación.

El Rumbo es la linea horizontal de un plano y marca hacía dos direcciones opuestos. Planos horizontales entonces no tienen un rumbo ( o mejor una cantidad infinita de rumbos).

(Definición original: El rumbo es la linea o lineación que resulta por la intersección del plano de interés con un plano horizontal o vertical)
 
 

Circulo Completo	Medio circulo	Tipo americano
dir / mt  dir= dirección de inclinación (puede ser 0-360º) mt= manteo (puede ser 0-90º)	rb / mt di rb= rumbo (puede ser 0-180º) mt= manteo (puede ser 0 - 90º) di= dirección de inclinación en letras	N rb E; mt di N rb W; mt di rb: rumbo entre 0-90º mt: manteo entre 0-90º di: dirección de inclinación en letras
Brújula tipo Freiberger Brújula Brunton	Brújula Brunton (azimutal) Brújula Freiberger	Brujula Brunton Brújula Freiberger

Para planos geológicos

 

Freiberger para circulo completo:

1.Placa para medir tiene que ser junto con la roca
2 Nivel esferico tiene que ser en el centro.
3. Aguja está libre
4. Se fija la aguja
5.Se verifica la escala del manteo: rojo=aguja roja o nego: aguja negra
6. Se toma la lectura de la aguja (negra o roja; véase 5.) = valor de la dirección de inclinación
7. Se toma la lectura de la escala del manteo: Valor del manteo.

Brunton para tipo americano

1. La brujula está en orientación del rumbo, junto a las rocas
2. La burbuja del nivel esférico tiene que ser en el centro
3. La aguja tiene que ser libre
4. Se toma el valor del rumbo N.....E o N.....W
5. Se pone la brujula perpendicular al rumbo
6. Se usa el clinómetro
7. La burbuja del nivel tubular tiene que ser en el centro
8. Se toma la lectura del clinómetro como manteo
9. Se estima la dirección de inclinación en letras (N,NW,E,SE,S,SW,W,NW)

Brunton como circulo completo

1.  Se usa el espejo como placa para medir
2.  El espejo tiene que ser junto con la roca
3.  La burbuja del nivel esférico tiene que ser en el centro
4.  La aguja está libre
5.  Se fija la aguja
6.  Se estima la dirección de inclinación del plano
7.  Se elije la aguja más cerca de la estimación como valor de la dirección de inclinación
8.  Se toma este valor: dirección de inclinación
9.  Se mide con el clinómetro el manteo: Nivel Tubular tiene que ser en el centro
10. Se toma la lectura del clinómetro como manteo.      

En las rocas sólidas existen varios tipos de planos. Planos de origen sedimentario, magmático (enfriamiento) o planos de origen tectónico. Este último tipo de plano se puede definir como testigo de las fuerzas tectónicas. Es decir, que antes de la litificación se forman las foliaciones primarias. Las fuerzas tectónicas afectan las rocas después de la litificación. Además en varios sectores del mundo se encuentran más de una fase tectónica. Significa que los planos secundarios (Diaclasas, Fallas, esquistosidad) tienen su origen despues de la litificación, pero puede ser que eso ocurrió en distintas epocas.

Tipos de Foliaciones:

Foliaciones primarias: se han formado antes de la litificación de la rocas: Estratificación, flujo laminar de magma.

Foliaciones secundarias: producido despues de la litificación de las rocas: por ejemplo diaclasas, fallas, esquistosidad

Otras foliaciones de origen no-tectónico: Grietas de enfriamiento, Estructuras sedimentarias como grietas de de- o resecación . Para estudios en la geología estructural es muy importante diferenciar entre foliaciones primarias y estructuras generadas por fuerzas tectónicas (foliaciones secundarias).

Estratificación

Foliaciones secundarias

Diaclasas (juntas; inglés: joints): Fracturas sin desplazamiento transversal detectable, solo con poco movimiento extensional. Son las fracturas más frequentes en todos los tipos de rocas. En la superficie son más frequentes como en altas profundidades. Tienen una extensión de milímetros, centímetros hasta pocos metros. Normalmente existen en una masa rocosa grupos de diaclasas y/o sistemas de diaclasas. Los grupos de diaclasas son estructuras paralelas o subparalelas. Los sistemas de diaclasas se cortan entre sí en ángulos definidos y tienen una cierta simetría. Algunas diaclasas están rellenas con calcita u otros minerales.

Aparte de diaclasas tectónicas existen diaclasas de origen no-tectónico:

a) Fisuras de enfriamiento: Tienen su origen durante el enfriamiento de una roca magmática (Materiales o rocas calientes que ocupan más espacio con la misma cantidad de materia fría).

b) Grietas de desecación: Durante la desecación de un barro o lodo bajo condiciones atmosfericas hay una disminución del espacio ocupado y la superficie se rompe en polígonos.

c) Fisuras de tensión gravitacional: Sobre estratos inclinados se puede observar bajo algunas condiciones un deslizamiento de las masas rocosas hacia abajo. Al comienzo de este fenómeno se abren grietas paralelas al talud.

Son la rotura en las rocas a lo largo de la cual ha tenido lugar movimiento o desplazamiento. Este movimiento produce un plano de falla o una zona de falla. Las zonas de fallas tienen un ancho que va desde milímetros hasta cientos de metros. Los movimientos o desplazamientos (salto total) pueden ser pequeño (milímetros) hasta muy grandes (cientos de kilómetros). Algunas fallas muestran un relleno de calcita, yeso o sílice. El movimiento en las fallas produce algunas estructuras o rocas especiales: Estrias, arrastres, brecha de falla, milonitas y diaclasas plumosas. Estas estructuras se pueden usar como indicadores directos de fallas.

Estrias: Líneas finas en la superficie del plano de movimiento. Algunas veces se puede detectar el sentido del movimiento.
Diaclasas plumosas de cizallamiento:  Diaclasas rellenadas por calcita, sílice u otros minerales en forma de un "S". Marcan la componente expansiva de un movimiento tectónico.
Arrastres: En conjunto del rompimiento las rocas cercanas del plano de movimiento pueden deformarse plasticamente.
Rocas cataclasticas:  Brecha de falla: Relleno de una zona de falla con clastos angulosos a causa de fuerzas destructivas durante el movimiento.
Milonita:  Si las fuerzas del movimiento son muy altas las rocas en la zona de falla se deforman plasticamente o tal vez entran en una fusion parcial para formar una nueva roca sólida (metamórfica) llamada milonita

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