Estudio de las Diaclasas PDF

Estudio de las diaclasas UNIDAD 3 CLASE 12 Las alteraciones de la posición primitiva de las secuencias de rocas se llaman dislocaciones tectónicas. Entre las dislocaciones tectónicas se distinguen dos formas principales: 1. Las dislocaciones originadas por plegamientos (dislocaciones plicativas)....

Estudio de las diaclasas UNIDAD 3 CLASE 12 Las alteraciones de la posición primitiva de las secuencias de rocas se llaman dislocaciones tectónicas. Entre las dislocaciones tectónicas se distinguen dos formas principales: 1. Las dislocaciones originadas por plegamientos (dislocaciones plicativas). 2. Las dislocaciones originadas por ruptura (dislocaciones disyuntivas). Dislocaciones plicativas (Plegamientos) Dislocaciones disyuntivas (Diaclasas y Fallas) Diaclasas Fallas Dislocaciones originadas por ruptura (dislocaciones disyuntivas). Diaclasas Las diaclasas son fracturas (discontinuidades), en las que no ha habido un desplazamiento significativo entre los dos bloques. Las diaclasas son deformaciones de pequeña magnitud de las rocas en condiciones de comportamiento frágil. Niveles estructurales en los que las rocas tienen diferente comportamiento. Nivel estructural superior. La presión y temperatura no son muy elevadas y las rocas tienen un comportamiento frágil; es el dominio de las fallas y las diaclasas. Las diaclasas se reconocen en cualquier tipo de roca (ígnea, metamórfica o sedimentaria), mostrando una evidencia clara de la deformación de las rocas en condiciones de comportamiento frágil del macizo rocoso en alguna etapa de su historia deformacional. Dependiendo de las rocas en que se produzcan, las diaclasas tienen una orientación general determinada. Por ejemplo, en las rocas sedimentarias, las diaclasas son, por lo general, perpendiculares a la superficie de estratificación, mientras que en las rocas ígneas pueden tener cualquier orientación. Diaclasas en rocas sedimentarias. Diaclasas en rocas graníticas. Diaclasas en capas de rocas sedimentarias  Diaclasas Una característica de las diaclasas es el hecho de que no aparecen aisladas, sino que siempre se encuentran en grupos que pueden ser sistemáticos o no: Las diaclasas sistemáticas se caracterizan por una geometría más o menos plana, orientación regular y paralela y espaciamiento regular. Las diaclasas no sistemáticas tienen una distribución espacial irregular, no son paralelas a otras diaclasas vecinas y pueden terminar contra otras diaclasas que las rodean. Diaclasas sistemáticas Diaclasas no sistemáticas De acuerdo a la relación de las diaclasas con sus vecinas se pueden diferenciar familias de diaclasas y sistemas de diaclasas. Las diaclasas que son paralelas y se encuentran agrupadas unas con otras se les llama familia de diaclasas. Cuando existen dos o más familias de diaclasas que se intersectan formando ángulos más o menos constantes se denominan sistemas de diaclasas. Esquema remarcando las dos Sistema de dos familias de diaclasas conjugadas familias de diaclasas Familia 1 Familia 2 Familias de diaclasas Familia1 Familia 2 Familia 3 Familia 4 Familia 5 En algunos casos, una de las familias del sistema está formada por diaclasas más continuas, que se denominan diaclasas maestras, mientras que otra familia esta formada por otras más cortas que terminan contra las maestras y que se denominan diaclasas cruzadas (cross joints). Diaclasas maestras Diaclasas cruzadas TIPOS DE DIACLASAS. 1 - Clasificación según su grado de separación. Según el grado de separación de los bloques las diaclasas se clasifican en: Diaclasas ocultas o latentes: no son observables a simple vista, se manifiestan solo cuando la roca se golpea y se rompe. Diaclasas cerradas: sus paredes se aprecian y están en contacto ( no muestran aberturas). Diaclasas abiertas: en estas hay un cierto grado de separación entre sus bordes. Las diaclasas suelen ser abiertas en superficie y cerradas en profundidad.  Diaclasas 2 - Clasificación de las diaclasa con relación a su origen. Según su origen las diaclasa se clasifican en: 1 - Diaclasas tensionales 2 - Diaclasas compresionales 3 - Diaclasas de descompresión. 4 - Diaclasas de retracción por enfriamiento. 1 - Diaclasas tensionales Las diaclasas tensionales son las que responden a fenómenos de estiramiento de las rocas. Aparecen normalmente abiertas, y rellenas de algún material precipitado, presentando forma de cuña o de lentejas vistas en sección. Frecuentemente se presentan asociadas y escalonadas, orientándose según el campo de esfuerzos, con dirección de extensión paralelo al eje de mínimo esfuerzo. Son las que se presentan por ejemplo en la parte convexa de los pliegues y relacionadas a los planos de fallas. Ejemplo de diaclasas tensionales - Diaclasas plumosas de cizalla. Diaclasas tensionales - Diaclasas plumosas de cizalle Se forman en el medio de una falla o zona de falla. El campo de fuerzas provoca una cierta expansión adentro de la zona de falla - las estructuras expansivas tienen una forma característica sigmoidal es decir de un "S". Frecuentemente estas estructuras se rellenan con calcita o cuarzo. Ejemplo de diaclasas tensionales - Diaclasas plumosas de cizalle  Diaclasas 2 - Diaclasas compresionales Las diaclasas compresionales tienen lugar por esfuerzos compresivos, presentan un contorno más nítido. Cuando se presentan asociadas a fallas inversas siguen dos series, una paralela a la falla inversa, y otras oblicuas. También son las que se presentan en la parte cóncava de los pliegues. 3 - Diaclasas de descompresión. Se generan por expansión de las rocas. Se forman como consecuencia de la erosión de las rocas suprayacentes y la consecuente expansión de las rocas subyacentes. Las rocas sufren un cambio en las condiciones de presión al quedar expuestas debido a la erosión; en esta situación los cuerpos rocosos se descomprimen generando lajas levemente curvadas, también llamada fracturas en “cáscaras de cebolla”. Diaclasas en granito por descompresión Diaclasas en granito por descompresión 4 - Diaclasas de retracción por enfriamiento. Se generan por los esfuerzos tensionales generados durante la cristalización magmática y consiguiente pérdida de volumen y retracción. Esto es particularmente evidente en las rocas ígneas, desarrollándose diaclasas perpendiculares a la superficie de enfriamiento, que suele corresponder con los márgenes de las coladas de lava, sills y diques de muchos plutones. En cuerpos de espesor uniforme pueden desarrollarse diaclasas que delimitan prismas de roca de sección quasi hexagonal (columnas de basalto). La Torre del Diablo es un monumento natural de origen volcánico de más de 1.500 metros de altura, ubicado en el estado estadounidense de Wyoming. La Calzada del Gigante es una formación también del origen volcánico, que se sitúa en el noreste de Irlanda. En ambos casos se trata básicamente de un conjunto de columnas de basalto de forma hexagonal. Un reciente estudio, publicado en 'Physical Review Letters', simuló condiciones de refrigeración de lava para averiguar cómo se formaron las peculiares columnas en Estados Unidos e Irlanda. Los científicos alemanes calcularon la energía necesaria para que la lava se distribuya uniformemente, y descubrieron que en las etapas iniciales del enfriamiento en su superficie aparecen las grietas que conducen a la formación de columnas rectangulares. Sin embargo, a medida que la lava continúa enfriándose, las grietas se propagan desde la superficie hacia la profundidad. Entonces, desde el punto de vista energético, es más conveniente que las grietas se formen en ángulos de 120 grados (de forma hexagonal) y no de 90 grados (de forma rectangular). Por lo tanto, el crecimiento colectivo de las grietas conduce al hecho de que las columnas se convierten de rectangulares a hexagonales. Posteriormente, la lava se solidifica, la deformación de las rocas se detiene, y las formaciones naturales toman su forma actual. Disyunción columnar. Torre del diablo. Wyoming. EU La Torre del Diablo en Wyoming, Estados Unidos. Ejemplo antológico de una antigua chimenea volcánica cuya lava fue enfriándose lentamente quedando al descubierto por estar formada por basalto, una roca más dura que el cono de cenizas que rodeaba el cráter original.  Disyunción columnar del basalto. Diaclasas de retracción por enfriamiento. Las columnas basálticas son formaciones regulares de pilares más o menos verticales, con forma de prismas poligonales (predominando los hexagonales), que se forman por fractura progresiva de la roca durante el enfriamiento relativamente lento de lava basáltica en algunas coladas, en chimeneas volcánicas o en calderas que no llegan a desbordarse o vaciarse repentinamente, por lo que su enfriamiento sucede in situ. Estas grietas son un caso especial de diaclasado denominado disyunción columnar. Disyunción columnar del basalto. Diaclasas de retracción por enfriamiento. Disyunciónes columnares pueden formarse en coladas de lava, sills, diques, intrusiones superficiales e ignimbritas. Las rocas ígneas en donde se puede desarrollar disyunción columnar son principalmente basaltos, dando lugar a las conocidas como columnatas basálticas, pero pueden tener cualquier otra composición como por ejemplo andesitica, dacitica o riolitica. En el caso de materiales arcillosos, pueden producirse diaclasas que delimitan cuerpos poliédricos por disminución de volumen por desecación, las cuales constituyen también un tipo de diaclasas por retracción. Las diaclasas pueden se abiertas o cerradas. Las diaclasas abiertas, en cuyo caso se denominan grietas o fisuras pueden ser vacías o rellenas. Las fisuras abiertas pueden almacenar agua y ser un factor de control en la circulación subterránea de ese fluido. Diaclasas abiertas Las aguas con sales disueltas y las soluciones hidrotermales circulantes a través de las diaclasas abiertas pueden cristalizar, cuarzo, carbonatos (calcita) y otros minerales que puede estar acompañado por sulfuros formando lo que conoce como una veta o vetilla en dependencia de su espesor. veta = vena vetilla = venilla En ocasiones estas vetillas por su composición son resistentes a la meteorización. Vetas y vetillas en diaclasas Vetas y vetillas en diaclasas Veta de calcita Vetas y vetillas en un sistema de diaclasas ESTUDIO DE LAS DIACLASAS Importancia del estudio de las diaclasas 1 - Las diaclasas tienen gran importancia práctica, ya que determinan en gran parte las propiedades de porosidad de origen tectónico de un macizo rocoso. Las rocas diaclasadas son permeables a los fluidos, de aquí que puedan actuar como acuíferos o como rocas almacén de petróleo o gas natural. 2 - Las diaclasas afectan profundamente la fisiografía de la superficie terrestre, por ejemplo a través del control sobre el trazado de las costas y el diseño de las redes de drenaje. Un sistema de diaclasas puede influir en la dirección que siguen los cursos de las corrientes de agua. Trazado de la línea de costa Diferentes patrones de drenaje  Estudio de las diaclasas 3 - Las diaclasas favorecen a la meteorización química (oxidación, disolución, etc.), física (gelifracción y hialoclastia) y biológica. Gelifracción Haloclastia Acción de las raíces de las plantas 4 - Las rocas con muchas diaclasas representan un riesgo para las construcciones civiles entre ellas las minas a cielo abierto, las canteras los embalses, etc. Las diaclasas contribuyen a la pérdida de la estabilidad de los macizos rocosos. 5 - Las diaclasas abiertas son vías de circulación de las soluciones hidrotermales y en ellas se depositan diferentes tipos de mineralización en forma de vetas y stockworks que constituyen yacimientos minerales Stockwork mineralizado Los datos que se deben recopilar durante un estudio de las diaclasas son: 1. ¿Son sistemáticas o no?; 2. En el caso de que sean sistemáticas medir las orientaciones de las familias y observar si las relaciones angulares entre las diferentes familias son constantes. 3. ¿Qué relaciones de corte existen entre las familias de diaclasas?. ¿Qué familia corta a cuál? 4. ¿Qué medidas tiene la diaclasa? ¿Puede seguirse su traza durante centímetros o durante cientos de metros? 5. ¿Cuál es el espaciado y la densidad de las diaclasas en el afloramiento? 6. ¿Tiene alguna relación el espaciado y la densidad de las diaclasas con la litología? 7. ¿Que relación tienen las diaclasas con otras estructuras? 8. Abertura (distancia perpendicular que separa las paredes de una discontinuidad, sin relleno). 9. Relleno (material distinto de la roca que aparece entre las paredes de las diaclasas puede ser cuarzo, calcita, óxidos, arena, arcillas, etc.) La caracterización del diaclasado de un macizo se realiza a partir de las siguientes medidas: - Orientación de las diaclasas (es decir, dirección, buzamiento y dirección de buzamiento) - Espaciado entre las diaclasas sucesivas de la misma orientación (sistemas) - Apertura (distancia media entre las paredes de las diaclasas) - Persistencia y penetratividad: continuidad de las diaclasas en profundidad o longitud de sus trazas en superficie. - Rugosidad superficial en las caras de las diaclasas, propiedad que condiciona su comportamiento friccional. Caracterización del diaclasado en un macizo rocoso Estudio de las diaclasas Cuando se posee un volumen determinado de puntos de documentación del agrietamiento en los límites de una zona de estudio, se plantea la tarea de interpretar ese universo de datos a fin de obtener conclusiones que permitan caracterizar las diferentes familias de diaclasas. Los aspectos que se deben describir en la descripción del diaclasado en un macizo rocoso (afloramiento) son: 1. Orientación de las diaclasas (es decir, dirección, buzamiento y dirección de buzamiento). 2. Sistematicidad. (Son sistémicas o no) 3. Espaciado entre las diaclasas sucesivas de la misma orientación (familias). 4. Relaciones entre los diferentes tipos de diaclasas. 5. Rugosidad superficial de sus caras. 6. Apertura (distancia media entre las paredes de las diaclasas). 7. Relleno. (si son rellenas o no y si lo son la composición del relleno)  Estudio de las diaclasas 1 – Estudio de la orientación de las diaclasas El estudio del comportamiento de las diaclasa en un macizo rocoso se realiza de la siguiente forma: a) Se toman datos de orientación de los planos de diaclasas de la mayor cantidad posible de diaclasas, en este caso se determinan el rumbo o la dirección del buzamiento de estos planos. b) Se realiza el tratamiento estadístico de los datos de orientación de las diaclasas. c) Se realiza la representación gráfica de los datos en un diagrama de roseta.  Estudio de las diaclasas a) Toma de datos de orientación en el campo de poblaciones de diaclasas. Se realiza la medición y notación del rumbo o la dirección de buzamiento de la mayor cantidad posible de diaclasas. b) Tratamiento estadístico de los datos de orientación de las diaclasas. La determinación de las familias de diaclasas en un macizo rocoso se realiza mediante la representación de la dirección de las diaclasas en una ROSETA DE DIACLASAS. Para definir la orientación de las familias de diaclasas en la roseta se determinan los rumbos (dirección) de una gran cantidad de diaclasas, estos datos se llevan a una tabla de procesamiento de la siguiente forma: Los datos de dirección (rumbo) de las diaclasas se agrupan en intervalos de 10 grados y se determina la cantidad de grietas, cuyos rumbos coinciden con los intervalos seleccionados. Al rango de mayor cantidad de datos de dirección se le concede un valor de 100 % : Se calcula el porcentaje de los otros rangos en base a la cantidad de rango mayor (100 %).  Estudio de las diaclasas Si los datos de orientación de las diaclasa fue definido por la dirección de buzamiento se hace necesario convertir la dirección de buzamiento a rumbo sumando o restándole 90 grados.  Estudio de las diaclasas Roseta de diaclasas Una roseta de diaclasas es un diagrama para visualizar las direcciones (rumbos) de las diaclasas y de esta forma revelas las familias de diaclasas. En este tipo de diagrama no hay información sobre el buzamiento o la dirección de buzamiento, solamente se trabaja con la dirección (rumbo). Este diagrama se puede describir como un histograma de forma redonda donde los rangos de rumbo se ubican al margen del círculo desde arriba (Norte o 0º) hacia abajo (Sur o 180º) en sentido de reloj.  Estudio de las diaclasas La cantidad de datos de un rango determinado expresado en % se encuentra en el eje desde el centro (como 0%) hacia al margen (como 100%). Para posicionar los datos en la roseta se rellenan los segmentos del diagrama con los valores del rumbo correspondientes. Ej. El rango de 100% se rellenan desde el centro hacia el margen. Eso mismo se hace con el segmento opuesto. Un rango qué solamente corresponde con 60 % de datos se rellenan desde el centro hacia la línea de 60 %. (además del sector opuesto). VIDEO https://www.youtube.com/watch?v=hP9N_T7Pcu8&ab_channel=StereoVideo https://www.youtube.com/watch?v=cNB_VmhUA88&ab_channel=StereoVideo https://www.youtube.com/watch?v=K1KtXQGfFaI&ab_channel=StereoVideo https://www.youtube.com/watch?v=o2coYrj9W8o&ab_channel=StereoVideo