Geología Estructural-guía de Estudio Just.

8/20/2019 Geología Estructural-guía de Estudio Just.

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GEOLOGÍA ESTRUCTURAL – Guía de Estudio.

Instrucciones: Esta Guía está redactada para facilitar el estudio de la asignatura y ayudarle

a mejorar el resultado obtenido en las evaluaciones. Procure responderla a medida que

avanza el Curso. Si tiene dudas, consulte al profesor o converse con sus compañeros. Haga

lo posible por aprender durante la clase (el tomar apuntes de los temas principalesayuda). No lo deje para el final, porque entonces puede ser muy tarde. Buena suerte y en

especial buen trabajo!! Atte., J.O.

UNIDAD 1: Conceptos básicos de la Mecánico de Sólidos y sus Aplicaciones Geológicas.

1- Conceptos básicos de la física mecánica. Los principios de Newton. ¿Qué se

entiende por masa, por masa inercial y por masa pesante? ¿Qué relación existe

entre el kg-peso y el Newton y por qué? ¿Cómo se comporta un cuerpo esférico

sometido a compresión isotrópica? ¿Cuál sería el resultado si uno de los ejes

ortogonales de compresión fuera diferente? ¿Qué se entiende por un cuerpo

elástico y por uno plástico? ¿Qué se entiende por módulo de elasticidad, por

coeficiente de Poisson y por módulo de cizalla de un material? ¿Cómo de

relacionan? ¿Quién fue Robert Hooke?

2-

¿Qué se entiende por estrés y cuáles son sus posibles efectos sobre un cuerpo?

¿Qué valor nos permite calcular el Círculo de Mohr? ¿Cómo se construye la

Envolvente de Mohr-Coulomb? ¿Por qué los testigos cilíndricos utilizados deben

tener la misma relación base-altura? ¿Qué pasaría si se mantiene esa relación pero

la magnitud del cilindro es distinta? ¿Por qué? ¿Qué otras características debe

cumplir ese testigo? (considere los casos de rocas masivas y estratificadas). Dibujeun diagrama estrés-deformación (hasta la falla del testigo) para un material

elástico-rígido y para uno plástico. ¿Qué importancia práctica tiene diseñar

elementos elásticos de soporte que tengan un dominio de deformación plástica

antes de fallar?

3-

Describa el comportamiento de un testigo de material elástico sometido a

compresión axial en los siguientes casos : a) sin soporte lateral b) con un soporte

lateral de magnitud moderada c) de magnitud intermedia d) de gran magnitud. Si

un cilindro elástico es sometido a compresión axial hasta fallar ¿Qué ángulo

debería haber entre el eje del cilindro y el plano de falla? ¿qué ángulo se registraexperimentalmente? ¿Qué información nos entrega la Envolvente de Mohr-

Coulomb? Demuestre que una roca más competente es también más resistente.

¿Qué se entiende por estrés litostático? ¿Por qué la resistencia de las rocas a la

tracción es muy baja y la resistencia a la compresión alta?¿ Qué característica de

una roca facilita su colapso por aplastamiento?



4-

¿Qué se entiende por Envolvente de Deslizamiento ¿ ¿Cómo se determina

experimentalmente? ¿Qué información nos entrega? ¿De cuáles factores depende

su inclinación? ¿Qué información valiosa nos entrega? ¿Cómo influye la presencia

de agua en los poros de una roca y en sus fracturas? ¿Cómo se expresa ese efecto

en la aplicación del Círculo de Mohr y de las envolventes? ¿Qué efecto tiene la

alteración (hipógena o supérgena) y el fracturamiento de una roca en su

competencia y su resistencia? ¿Qué minerales facilitan el comportamiento plástico

de una roca?

UNIDAD 2: El Macizo Rocoso y su Comportamiento Estructural y Geomecánico.

1-

¿Qué se entiende por macizo rocoso? ¿Qué se espera del comportamiento de

distintas litologías? ¿Cómo se comportan rocas como lutitas, areniscas, calizas,

calizas silicificadas, brechas, rocas ígneas intrusivas y extrusivas, rocas

metamórficas de metamorfismo dinámico y de metamorfismo térmico, etc? ¿Cuáles el efecto del plegamiento, de la alteración argílica, de la silicificación, de la

meteorización y de la presencia de aguas subterráneas en el comportamiento

mecánico del macizo rocoso? Invente un macizo rocoso y evalúe su probable

comportamiento geomecánico.

2- ¿Qué dice la Ley de Anderson y qué se desprende de ella? ¿Considerando que los

esfuerzos sobre los macizos rocosos en Chile se pueden analizar considerando un

eje horizontal N-S y otro E-W, más un eje vertical ¿Cómo situaría Ud los dos ejes

horizontales y por qué? ¿Cómo se puede determinar la relación de magnitud entre

los dos ejes horizontas de esfuerzo ¿Qué se entiende por modelo geotécnico de unmacizo rocoso? ¿ En qué se diferencia de los modelos geológico y geomecánico?

¿Por qué el conocimiento de un macizo rocoso contribuye a la creación de valor y a

evitar su destrucción?

UNIDAD 3: Cizalla Pura (o Coaxial)

1- ¿Qué se entiende por diaclasa y cuantos tipos de diaclasas existen? ¿Qué relación

espacial presentan respecto a sigma 1 y a sigma3? ¿Qué se entiende por falla y qué

relación presentan los planos de falla respecto a sigma 1 y a sigma 2? ¿Qué

relación presentan los tres tipos de fallas respecto a la horizontal? Dibuje en plantay en perfil los planos conjugados de esfuerzo que resultan de una determinada

relación de esfuerzos. Dibuje en planta los ejes de plegamiento que resultan de

determinada orientación horizontal de sigma1. ¿Qué se entiende por elipsoide de

cizalla y por elipsoide de deformación? ¿Qué relación existe entre ambos?

2-

¿Qué se entiende por fallas lístricas y cómo se relacionan con el concepto de

“factor escalar” ¿Cómo influye la tasa de aplicación de un esfuerzo en el



comportamiento de una roca? ¿Qué se entiende por “explosiones de rocas” y

cuando son un riesgo mayor? ¿Cómo influye el fracturamiento y alteración del

macizo rocoso respecto a ese riesgo? ¿Qué factores favorecen el plegamiento?

Diga los principales elementos qué describen un pliegue. ¿Qué se entiende por

anticlinal y por sinclinal? ¿Cómo se puede establecer el tipo carácter sinclinal o

anticlinal de un pliegue erosionado observado en planta en el terreno, utilizando

su contenido fosilífero?

3- Señale los diferentes factores que pueden influir en la inclinación de un plano de

falla. ¿Cómo influye a ese respecto la competencia del material fallado? ¿Cómo se

utilizan las diaclasas contemporáneas a la falla para distinguir entre diferentes

tipos de fallas? ¿Cuál es diferencia entre un plano y un escarpe de falla? ¿Qué se

entiende por indicadores del sentido de movimiento de fallas? ¿Cuáles son los dos

indicadores principales? (dibuje) ¿Qué se entiende por fallas dextrales y fallas

sinestrales? ¿En qué tipo de falla es importante distinguirlas?.

UNIDAD 4: Cizalla Simple (no Coaxial).

1-

¿Bajo qué condiciones dinámicas y cinemáticas de desarrolla la cizalla simple? ¿De

qué manera podemos asimilar la cizalla simple a la pura? (utilizando el elipsoide de

deformación y asimilando su eje menor a sigma 1). Enumere las diferentes

estructuras generadas en condiciones de cizalla simple, indique su posición en el

elipsoide de deformación y señale su “razón de ser” ¿Cómo influye a) La dirección

y magnitud de los esfuerzos deformativos, b) El tipo litológico afectado y su

alteración y c) El tiempo, en las estructuras desarrolladas por cizalla simple.2- ¿Cómo puede influir la alteración hidrotermal de las rocas en la generación de

esquistosidad por cizalla simple? ¿Por qué? Cómo se generan las estructuras

sigmoidales en cizalla simple? ¿Qué son las estructuras S-C, cómo se generan y a

qué se debe su relación con los ejes de esfuerzo? ¿Qué se entiende por Duplex y

por abanicos y codos compresionales y extensionales? ¿Qué son las estructuras en

“cola de caballo” y cómo se forman? ¿Qué se entiende por mega falla y por “zona

de falla? ¿Qué se entiende por alineamiento (o lineamiento) ¿Qué es una cuenca

“pull apart” y cómo se forma? ¿A qué profundidades se desarrollan las transiciones

“frágil- dúctil en la Corteza y el el Manto? ¿Por qué? ¿Cómo se reconocen las

estructuras frágiles o dúctiles en planos de falla?

UNIDAD 5: Interacciones entre Rocas, Fluidos y Esfuerzos Tectónicos.

1-

¿Quien es Siebson? ¿Cuál es la importancia de su contribución científica? ¿En qué

consisten la “Bomba de Succión” y la “Válvula Activada” Cuál es su importancia

estructural y metalogénica? ¿Cómo se explican las diferencias en los diagramas de



recuperación de presión que presentan los respectivos diagramas? ¿Cómo se

calcula la diferencia en presión hidrostática entre dos puntos situados por encima

y debajo del horizonte impermeable de la válvula activada?

2- ¿Cuáles son las relaciones causa - efecto entre los tres vértices del diagrama

triangular de Siebson? ¿Cuáles son las consecuencias del desplazamiento de

fluidos entre dos vértices del Diagrama? Explique la formación de los distintos

tipos de rocas filonianas. ¿Cómo se reconocen en el terreno? ¿Cómo se clasifican y

definen los diferentes tipos de “rocas de fallas ¿Cómo de reconocen?

UNIDAD 6: Columnas, Perfiles, Bloques –Diagramas y Mapas Geológicos.

1-

¿Cuáles son los dos tipos genéricos de objetos geológicos? ¿Cuál es su diferencia

esencial? ¿Qué se entiende por afloramiento? ¿Qué elemento geométrico genera

la intersección de un cuerpo geológico con la superficie del terreno? ¿Y la

intersección de un plano geológico con la misma superficie? Señale algunos tiposde planos geológicos. ¿Cuál es la diferencia entre actitud de un plano geológico y

ubicación de un punto de dicho plano? Defina los parámetros que establecen la

actitud de un plano geológico recto.

2- ¿Qué se entiende por columna geológica, perfil geológico y bloque – diagrama?

¿Qué es un mapa geológico y qué informaciones principal entrega? ¿De qué

factores depende que los mapas geológicos presenten o no curvas de nivel? En

esta parte el alumno debe ser capaz de: a) Utilizar el “método de los tres puntos”

b) Calcular la intersección de planos rectos en distintos niveles del interior de una

mina c) Determinar el afloramiento de un plano recto en la superficie curva delterreno. El uso de la brújula geológica.

3-

¿Qué se entiende por planos de contacto entre unidades geológicas? ¿Qué se

entiende por contacto concordante y por contacto discordante? ¿Qué es y cómo se

reconoce: a) Un contacto intrusivo b) Un contacto de rocas estratificadas sobre

rocas graníticas erosionadas c) Una discordancia de erosión simple d) Una

discordancia angular de erosión d) Un contacto por falla? Nota: Se espera que el

alumno pueda confeccionar mapas sencillos que ilustren estos casos así como del

afloramiento de planos de falla.

4-

¿Qué es y cuáles son algunas de las aplicaciones de la Red de Schmidt? ¿En qué se

diferencia de la Red de Wulff? ¿Qué se entiende por polo de un plano? ¿Qué

ventaja principal tiene su uso? Nota: Se espera que el alumno pueda determinar la

dirección e inclinación de la intersección de planos rectos así como representar

planos de fallas y diaclasas en la Red, incluyendo el efecto de rotaciones sencillas

(basculamientos) de esos planos.



UNIDAD 7: Tectónica Global (o de Placas) y Elementos de Geología de Chile.

1-

Repaso de los elementos de tectónica global estudiados en el curso de Procesos

Geológicos (ver Unidad 5 de la respectiva Guía de Estudio). ¿Cuáles son los

principales rasgos paleogeográficos del Mesozoico en Chile? ¿Cómo se interpreta

esa información, así como la actividad magmática y el depósito de potentes seriesvolcano-clásticas en cuencas subsidente elongadas N-S? ¿Qué cambio fundamental

se registra al término del Cretácico inferior y cómo se interpreta en términos de

tectónica de placas? ¿Cómo se explica la tendencia general del magmatismo a

migrar de W a E ? ¿Cómo se explican los desplazamientos W-E reversibles y de

corta duración que presenta el magmatismo mesozoico-cenozoico?

2- ¿Cuáles son las tres principales megafallas de rumbo presentes en nuestro

territorio y donde se encuentran ? ¿Cuál de ellas está activa como falla de rumbo y

cuáles presentan importancia respecto al emplazamiento de yacimientos

metalíferos? ¿Qué se entiende por subducción oblicua y por qué se produce?¿Cuáles son los cuatro segmentos norte-sur de nuestro territorio y cómo se

caracterizan en términos tectónicos y magmáticos? ¿Cómo se explican sus

diferencias en términos de la tectónica de placas?

UNIDAD 8: Métodos Geofísicos en Geología Estructural.

1- ¿Cuál es la base conceptual del método gravimétrico y cuáles son sus aplicaciones

principales? ¿Qué correcciones es necesario introducir entre las determinaciones

de terreno y la interpretación? ¿Cuál es la finalidad de cada una de ellas? ¿Cuáles

son los tres métodos que se utilizan o se han utilizado en medicionesgravimétricas? ¿Qué ventajas y desventajas presentan? ¿Por qué es necesario

utilizar modelaciones simplificadas para interpretar las anomalías gravimétricas?

2- ¿Por qué el método magnetométrico presenta mayores dificultades e

incertidumbres de interpretación que el gravimétrico? ¿Cómo influye al respecto la

latitud a la cual se efectúan los estudios? ¿Cuáles son las dos fuentes de campos

magnéticos? ¿Cuál de ellas se utiliza en exploración magnetométrica? ¿Por qué la

Tierra genera un campo magnético? ¿Qué ocurre con las líneas de fuerza de ese

campo en presencia de un cuerpo con alta susceptibilidad magnética? ¿De qué

factor principal depende la susceptibilidad magnética de una roca? ¿Cómo seutilizó la geofísica en el descubrimiento de la extensión del yacimiento ferrífero de

Los Colorados? ¿Por qué?

3-

¿Cuál es la principal utilidad del método sísmico por refracción en geología

estructural y en geotecnia? ¿Cuál es la metodología de aplicación de éste método?

¿Qué relación tiene la velocidad de propagación de las ondas sísmicas



longitudinales y transversales con los módulos de elasticidad y de cizalla

respectivamente? ¿¿Qué aplicación tiene la sísmica por reflexión en geología

estructural?

UNIDAD 9: Aplicaciones Geotécnicas de la Geología Estructural.

1-

¿Qué se entiende por Modelo Geológico, Modelo Geomecánico y Modelo

Geotécnico de un macizo rocoso? ¿En qué caso calificaría Ud como muy

satisfactorio cualquiera de estos modelos? ¿Qué factores geológicos consideraría

Ud en el sitio de emplazamiento de la pared de un embalse? ¿Y en el caso de la

construcción de un túnel?

2-

¿Qué se entiende por acuífero, acuitardo, nivel freático, zona vadosa y acuífero

artesiano? ¿Qué señala la ley de D Arcy y cuál es su campo de aplicación? ¿Qué

dice la “Ley Cúbica” y en qué caso se aplica?. Nota: El alumno debe poder calcular

casos de aplicación simple de la ley de D Arcy. ¿Cuál es el objetivo principal de lacortina situada bajo un embalse? ¿Cómo se relaciona ello con la ley de D Arcy?

¿Qué problemas principales plantea el agua subterránea en minería? ¿Qué

oportunidades ofrece?

3- ¿Qué problemas principales plantea la remoción en masa en minería a cielo

abierto? ¿Cómo puede evaluarse el riesgo de ocurrencia de remociones que siguen

o no planos rectos preexistentes? ¿Cómo se puede monitorear la estabilidad de las

paredes de una explotación minera a cielo abierto? ¿Cómo se utiliza la Red de

Schmidt para evaluar riesgos de deslizamiento? En el fondo: ¿Cuáles son los

objetivos básicos, en orden de importancia, de un programa de monitoreo de lapared de un rajo?

J. Oyarzún. Geol. Dr. Sc. Prof. Titular Depto. Ing. Minas U.L.S. 17/03/15

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