Manifestaciones de la Dinámica Litosférica 2008-9

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UNIDAD 16: MANIFESTACIONES DE LA DINÁMICA LITOSFÉRICA * Formación de cordilleras * Deformaciones de las rocas * Deformaciones plásticas: pliegues * Deformaciones por rotura: fracturas * Formación de minerales y cristales * Metamorfismo * Rocas metamórficas

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FORMACIÓN DE CORDILLERAS Proceso de formación de los orógenos OROGÉNESIS Se define como Cordilleras generadas en zonas de subducción que se acompañan de sismicidad, magmatismo, metamorfismo y deformaciones de las rocas DE TIPO ANDINO DE ARCO INSULAR DE TIPO ALPINO TIPOS DE ORÓGENOS: Dependen de Tipo de margen implicado

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FORMACIÓN DE CORDILLERAS ORÓGENOS DE TIPO ANDINO Se localizan en los márgenes en los que la litosfera oceánica subduce bajo la litosfera continental. Manto sublitosférico Zona de subducción Zona de subducción Zona de subducción Corteza oceánica Borde continental Litosfera Manto sublitosférico Manto sublitosférico Erupciones volcánicas Sedimentos Prisma de acreción Magma Manto sublitosférico Fusión parcial Fusión parcial Fosa poco profunda Prisma de acreción Relieve bien desarrollado con arco volvánico continental Los sedimentos transportados por la placa oceánica se acumulan formando el prisma de acreción. El calor generado por la fricción de las dos placas junto con la presencia de agua favorece la fusión parcial de las rocas. Parte del magma formado alcanza la superficie originando erupciones volcánicas. El resto se enfría y solidifica en el interior de la corteza contribuyendo a su engrosamiento. Sedimentos oceánicos sin deformar Fosa

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FORMACIÓN DE CORDILLERAS ORÓGENOS DE ARCO INSULAR Se localizan en los márgenes en los que la litosfera oceánica subduce bajo otra litosfera oceánica. El débil acoplamiento entre las dos placas permite la subducción de los sedimentos oceánicos. Zona de subducción Arco de islas Corteza continental Fusión parcial Manto sublitosférico Fosa profunda Prisma de acreción poco desarrollado Cuenca marginal Extensión tras arco La fosa es muy profunda y la intensa actividad volcánica origina el arco de islas. Entre el arco de islas y el continente queda una cuenca marginal.

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FORMACIÓN DE CORDILLERAS ORÓGENOS DE TIPO ALPINO Se localizan en los márgenes en los que hay convergencia de litosferas continentales. Cuenca oceánica Tibet Corteza continental Fusión parcial Subducción Manto sublitosférico India Sedimentos sin deformar Prisma de acreción Meseta del Tibet Himalaya India Manto sublitosférico En una primera fase lo que subduce bajo el borde continental es litosfera oceánica y los continentes se aproximan cerrándose la cuenca oceánica. Tras la colisión de los bordes continentales se produce una incrustación y cabalgamiento de un continente sobre otro.

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DEFORMACIONES DE LAS ROCAS ROCAS DE LA CORTEZA TERRESTRE soportan PRESIÓN PRESIÓN LITOSTÁTICA PRESIÓNES DIRIGIDAS provoca Elástica Plástica Por rotura TIPOS DE DEFORMACIONES: Tras el esfuerzo el material recupera la forma La deformación permanece tras el esfuerzo El material se fractura DEFORMACIONES EN LAS ROCAS depende de Tipo de roca Temperatura Presión litostática Presencia de fluidos Tiempo

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Dirección: Buzamiento: Ángulo que forma una horizontal contenida en el estrato con la línea norte-sur. Ángulo que forma la superficie del estrato con un plano horizontal. DEFORMACIONES PLÁSTICAS: LOS PLIEGUES Flexiones que aparecen en rocas con comportamiento plástico tras un esfuerzo comprensivo PLIEGUES son Los pliegues cambian la disposición horizontal que inicialmente poseen los estratos. Para describir la nueva posición se utilizan dos medidas: Buzamiento Dirección

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DEFORMACIONES PLÁSTICAS: LOS PLIEGUES Flanco Línea de charnela Horizontal Cresta Núcleo Plano axial Charnela: Flancos: Plano axial: zona de máxima curvatura. zonas a ambos lados de la charnela. divide al pliegue en dos mitades lo más simétricas posibles. Cabeceo: ángulo que forma el eje del pliegue con la horizontal en el plano. Núcleo: la parte más interna del pliegue. Cresta: la zona más alta de un pliegue. ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DE UN PLIEGUE Cabeceo

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DEFORMACIONES PLÁSTICAS: LOS PLIEGUES TIPOS DE PLIEGUES Por su simetría Según la posición de su plano axial Según la antigüedad de los materiales del núcleo SINCLINAL ANTICLINAL 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 En el núcleo tiene los materiales más modernos En el núcleo tiene los materiales más antiguos RECTO INCLINADO TUMBADO SIMÉTRICO ASIMÉTRICO

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DEFORMACIONES POR ROTURAS: LAS FRACTURAS 0 2 4 6 8 10 10 20 30 40 RELACIÓN ENTRE ESFUERZO Y DEFORMACIÓN Deformación (%) Esfuerzo (kbars) TIPOS DE DEFORMACIONES Elástica Plástica o dúctil Por rotura El material se deforma al ser sometido a un esfuerzo pero recupera su forma y volumen cuando este cesa. La deformación permanece después de haber cesado el esfuerzo. PLIEGUES El esfuerzo hace perder la cohesión interna del material y se fractura. Deformación elástica Deformación plástica Límite de elasticidad Límite de rotura

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DEFORMACIONES POR ROTURAS: LAS FRACTURAS FRACTURA DIACLASA FALLA Se desplazan los bloques No se desplazan los bloques DIACLASAS Fracturas en las que los bloques no se desplazan uno con respecto al otro o lo hacen ensanchando la grieta entre ellos.

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DEFORMACIONES POR ROTURAS: LAS FRACTURAS FALLAS Fracturas en las que se produce el desplazamiento de un bloque con respecto a otro. ELEMENTOS DE UNA FALLA Plano de falla: superficie de fractura sobre la que se produce el desplazamiento. Labios de la falla: cada uno de los bloques en que queda dividido el terreno. Salto de falla: medida del desplazamiento relativo entre los labios. Labio levantado Plano de falla Salto de falla Labio hundido

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DEFORMACIONES POR ROTURAS: LAS FRACTURAS TIPOS DE FALLAS Falla normal o directa Falla inversa Falla de desgarre Sistemas de fallas El plano de falla buza hacia el labio hundido. El plano de falla buza hacia el labio levantado. No hay labio levantado ni hundido. Se origina por fuerzas de tracción. Se origina por esfuerzos de compresión. Hay un desplazamiento relativo de los bloques. Horst Graben Bloque levantado limitado por fallas. Bloque hundido limitado por fallas.

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FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCAS DINÁMICA LITOSFÉRICA provoca Magmatismo Formación o modificación de cristales y minerales Metamorfismo A pequeña escala tienen como consecuencia

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FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCAS LOS MINERALES Tienen una ESTRUCTURA CRISTALINA Sus átomos se ordenan formando una UN SOLO ELEMENTO COMPUESTOS Azufre Diamante Oro Cuarzo Halita Silicatos Formada por Estructura cristalina de la Halita Si cambia cualquiera de estas dos propiedades, cambia el mineral. COMPOSICIÓN QUÍMICA

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FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCAS MINERALES Más frecuentes SILICATOS CARBONATOS SULFATOS SILICATOS Forman casi la totalidad de las rocas Se forman fundamentalmente de Si y O Su estructura básica es el tetraedro silicio - oxígeno

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FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCAS GRUPO MINERAL ESTRUCTURA CRISTALINA IDEALIZADA Olivino Piroxenos Anfiboles Micas Feldespatos Cuarzos Olivino Augita Hornblenda Biotita Moscovita Ortosa Plagioclasa Cuarzo Tetraedros independientes Cadenas sencillas Cadenas dobles Láminas Redes tridimensionales SILICATOS

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FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCAS Un cristal es un mineral que tiene forma geométrica, con caras planas, aristas y vértices. Caras Vértices Aristas PIRITA En rocas: Un cristal será cualquier sólido con estructura interna ordenada, aunque ni tenga una forma externa de poliedro TEXTURA Forma, tamaño y disposición de los cristales de una roca

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FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCAS La formación de minerales y cristales se produce principalmente por: Precipitación a partir de una solución. Geodas de cuarzo amatista Halita Enfriamiento de un magma. Sublimación de sustancias disueltas en gases Azufre

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FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCAS CONDICIONES PARA LA CRISTALIZACIÓN TIEMPO ESPACIO REPOSO Para que se ordenen los átomos adecuadamente Para que no se limite el crecimiento del cristal Un ambiente agitado dificulta el crecimiento

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CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS Las rocas son agregados de minerales y se clasifican según su origen. ROCAS EXÓGENAS O SEDIMENTARIAS ROCAS ENDÓGENAS ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS ROCAS METAMÓRFICAS Por transformación de otras rocas sometidas a presiones y temperaturas muy altas. Por solidificación de materiales fundidos procedentes de un magma. Originadas por procesos internos. Pueden ser a su vez de dos tipos: Originadas en procesos que ocurren en la superficie terrestre por compactación de materiales procedentes de la erosión de otras rocas. Conglomerado Pizarra Pumita FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCAS

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METAMORFISMO ROCAS MINERALES Se forman por PRESIÓN TEMPERATURA estables a determinados valores de Se modifica la estructura o la composición Si varían NUEVOS MINERALES Se forman METAMORFISMO - Cambios en los minerales y la textura de cualquier tipo de roca En estado sólido - Por efecto de un aumento de temperatura y/o presión

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METAMORFISMO DIAGÉNESIS FUSIÓN -150 0 C -700 0 …. 1000 0 C METAMORFISMO LA TEMPERATURA Los cambios generados durante el metamorfismo vienen condicionados por la variación de factores como la temperatura , la presión y la presencia de fluidos Activa cambios mineralógicos por: Pérdida de agua Intervención de fluidos

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METAMORFISMO Los cambios generados durante el metamorfismo vienen condicionados por la variación de factores como la temperatura , la presión y la presencia de fluidos Gneis LA PRESIÓN Granito Provoca cambios en las propiedades físicas: Reduce volumen, favoreciendo la aparición de minerales de estructura densa Facilita el comportamiento plástico Los cristales prismáticos o laminares se disponen perpendicularmente a la dirección del esfuerzo. Provocando la FOLIACIÓN

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METAMORFISMO Los cambios generados durante el metamorfismo vienen condicionados por la variación de factores como la temperatura , la presión y la presencia de fluidos LA PRESENCIA DE FLUIDOS Provoca intercambios de iones entre fluido y roca

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METAMORFISMO METAMORFISMO ISOQUÍMICO METASOMATISMO Durante el proceso metamórfico no cambia la composición química La presencia de fluidos añade o quita elementos con lo que cambia la composición química TIPOS Según la composición química de la roca

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METAMORFISMO METAMORFISMO TÉRMICO O DE CONTACTO METAMORFISMO REGIONAL O TERMODINÁMICO METAMORFISMO DINÁMICO O DE PRESIÓN Aparece cuando la roca sufre metamorfismo por estar expuesta a elevadas temperaturas. Se causa por intrusiones ígneas limitándose a la aureola de contacto. Se forman corneanas Las rocas profundas están expuestas a elevadas temperaturas y presiones durante largos intervalos de tiempo. En zonas de subducción. Se produce si existen presiones dirigidas, por ejemplo en zona de fallas donde se forma milonita. + + + + + + + + + TIPOS Según las condiciones de presión y temperatura

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METAMORFISMO Metamorfismo de contacto Metamorfismo dinámico Metamorfismo regional Metamorfismo regional Corteza oceánica Corteza continental El metamorfismo dinámico se produce como consecuencia de un incremento de la presión, sin que la temperatura alcance valores importantes. El metamorfismo de contacto se produce como consecuencia de un incremento de la temperatura sin que la presión alcance valores importantes. El metamorfismo regional se produce como consecuencia de un incremento simultáneo de presión y temperatura. TIPOS Según las condiciones de presión y temperatura

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METAMORFISMO

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METAMORFISMO ROCAS METAMORFISMO Sufren PRESIÓN TEMPERATURA Por el incremento de MODIFICACIONES Causan Incremento de la densidad : La presión reduce los huecos de las rocas Formación de nuevos minerales : Debido a los intercambios con los fluidos o para adaptarse a las nuevas condiciones termo dinámicas Recristalización : Aumenta el tamaño de los cristales Reorientación de los cristales : Los cristales se disponen perpendicularmente a la presión. Favoreciendo la foliación.

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METAMORFISMO MODIFICACIONES CAMBIOS EN LA TEXTURA DE LAS ROCAS provocan TEXTURAS CON FOLIACIÓN TEXTURAS SIN FOLIACIÓN Disposición en láminas No presentan disposición en láminas

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METAMORFISMO TEXTURAS CON FOLIACIÓN Disposición en láminas Gneísica Grandes cristales distribuidos en bandas claras (cuarzo o feldespatos) y oscuras (mica). Esquistosa Foliación ondulada y cristales visibles Pizarrosa Laminación plana con cristales no visibles

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METAMORFISMO TEXTURAS SIN FOLIACIÓN Carecen de disposición en láminas Granoblástica Cristales de igual dimensión que forman un mosaico de granos

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ROCAS METAMÓRFICAS ROCAS CON TEXTURA ORIENTADA O CON FOLIACIÓN Pizarra Esquisto Grano fino, foliación en láminas finas, se forma a partir de lutitas por metamorfismo regional de grado bajo Filita Parecida a la pizarra pero con más brillo. Grano grueso, foliación ondulada. Se forma por metamorfismo regional de grado medio a partir de lutitas y rocas volcánicas

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ROCAS METAMÓRFICAS ROCAS CON TEXTURA ORIENTADA O CON FOLIACIÓN Gneis Grano grueso, minerales en bandas claras y oscuras y no se divide en láminas. Se forma a partir de lutitas y granito por metamorfismo de grado medio o alto

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ROCAS METAMÓRFICAS ROCAS CON TEXTURA NO ORIENTADA O SIN FOLIACIÓN Mármol Cuarcita Se compone por cristales gruesos de calcita, con estructura granoblástica y se forma por metamorfismo regional o de contacto a partir de calizas o dolomías Con cristales de cuarzo grandes o medios, se forma por metamorfismo regional de grado medio o alto a partir de areniscas cuarcíferas

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