ESTRUCTURA DE LA TIERRA - MECÁNICA DE ROCAS

Vista previa del material en texto

1.2. Estructura de la tierra
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS
Curso: Mecánica de Rocas
Dr. Ing. Glicerio Taype Quintanilla
Departamento Académico de Ingeniería de Minas
Escuela Profesional de Ingeniería de Minas
I. Forma y estructura de la Tierra
I.1. Características físicas de la Tierra
• Tamaño comparado.
• Masa de 5,97 x 1024 Kg.
• Densidad media y superficial.
• Incremento de la presión interna. 
• Alturas y depresiones máximas.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
2
 Curva hipsométrica bimodal.
 Achatamiento polar y deformación general.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
3
I.2. Métodos de estudio del interior 
terrestre
 Métodos directos, 
◼ sondeos
◼ xenolitos
 Métodos indirectos.
◼ Basados en formas de energía interna.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
4
http://imageshack.us/
Calor interno
◼ Origen 
◼ flujo térmico
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
5
◼ gradiente 
◼ convección
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
6
Campo magnético
 dipolar, inversiones de campo, magnetización 
remanente.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
7
Campo gravitatorio
 Variaciones locales relacionadas con composición. 
Isostasia
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
8
Ondas sísmicas profundas
 Método principal. Atraviesan la Tierra. Origen. 
 Análisis de velocidades P y S. 
◼ Vp = √(k+4/3μ)/ρ Vs = √μ/ρ
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
9
• Limitaciones a la ocurrencia de sismos.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
10
I.3. Estructura general de la Tierra
Corteza Terrestre, concepto general.
 Oceánica. Superficie, espesor, edad y distribución, 
estructura.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
11
Corteza Continental
 Superficie, espesor, edad, estructura y distribución.
 Discontinuidad de Mohorovicic.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
12
Manto
 82% del volumen terrestre.
 Hipótesis composicional.
 Estructuración interna.
 En convección global.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
13
Nivel D”, transición manto – núcleo.
Discontinuidad de Gutenberg.
Núcleo
◼ Externo fundido e interno sólido. 
◼ Discontinuidad de Lehman. 
◼ Composición y convección probable.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
14
2. Dinámica de la litosfera
II.1. Principios fundamentales
 Concepto (mecánico) de litosfera. 
 Tipos y espesores de litosfera.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
15
 Concepto de placa litosférica.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
16
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
17
Manto sublitosférico plástico y en convección.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
18
Tres tipos de bordes de placa:
◼ Constructivos (se construye litosfera, hay movimiento 
divergente).
◼ Destructivos (se destruye litosfera; hay movimiento 
convergente).
◼ Conservativos o transformantes (contacto de dos 
placas, movimiento deslizante).
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
19
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
20
Dr. G.Taype Q.
 Actividad geológica interna de la Tierra 
concentrada en los bordes de Placas. 
 Son los grandes accidentes morfológicos 
del fondo de los océanos denominados 
dorsales y fosas oceánicas.
 Como resultado de la actividad los 
continentes se mueven a velocidades de 
cm/año formando parte de las placas.
08/12/2021 21
II.2. Bordes de placa y orógenos
 Bordes constructivos (en las dorsales).
◼ Dimensiones, rift sin sedimentos.
◼ Volcánicas, flujo térmico.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
22
◼ Bandeado magnético y cronológico.
◼ Sísmica distensiva.
◼ Creación de litosfera y expansión.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
23
 Bordes transformantes.
◼ Poco conocidos, ni crea ni destruye.
◼ Comportamiento sísmico. Tamaño.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
24
Bordes Destructivos y Orógenos
 Necesaria subducción de litosfera.
 Fosas oceánicas y arcos volcánicos.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
25
 Planos de Benioff y prismas de acreción
 Fusión del manto, compresión.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
26
 Elevación de orógenos
◼ Térmicos, fusión, terremotos, litosfera oceánica y 
continental en contacto, subducción.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
27
◼ Mecánicos, Colisión tras subducción. Fuerte 
relieve y deformación. Cierre de océanos.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
28
II.3. Origen y evolución de 
continentes y océanos
 Los puntos calientes y el nacimiento de los océanos. 
Fracturación continental.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
29
 El crecimiento oceánico por corrientes de convección y 
divergencia en dorsales.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
30
 La destrucción de océanos, los bordes envejecen y se 
sobrecargan.
 Inicio de la subducción y orógenos térmicos. Cierre de 
océanos y orógenos mecánicos.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
31
El ciclo de Wilson relaciona todos los procesos.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
32
3. Composición de la Tierra
 Roca: Mezcla de minerales. Mono y 
poliminerales. Fuente de información.
III.1. Mineralogía.
◼ Mineral: sólido, inorgánico, 
natural, composición química 
y estructura atómica “fija”. 
◼ Excepciones.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
33
 Mayoría de rocas 
formadas por silicatos. 
 Unidad estructural básica:
tetraedros de sílice. (SiO4).
 Otros grupos importantes de minerales formadores de 
rocas (principalmente sedimentarias) en la corteza
terrestre; carbonatos, sales, óxidos, etc.
 También de importancia económica; elementos 
metálicos; fosfatos, etc.
 Cada mineral tiene diferente temperatura de 
cristalización y fusión.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
34
III.2. Rocas ígneas
 La inmensa mayoría de las rocas que forman la Tierra lo 
hacen a temperaturas y presiones no superficiales. 
 Cientos de ºC y miles de bares de presión.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
35
 Las rocas ígneas provienen de magmas. 
Son una mezcla fundida de minerales; 
cristalización fraccionada
 Factores que influyen en la generación y 
comportamiento de los magmas:
◼ Composición química. Ácidos y 
básicos.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
36
◼ Temperatura. Favorece la fusión.
◼ Presión. Dificulta la fusión.
◼ Los fluidos. Presión interna.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
37
Tipo de 
magma
Solidificación 
interior (plutónica)
Solidificación 
exterior 
(volcánica)
Poca sílice Gabro Basalto
Sílice media Diorita Andesita
Mucha sílice Granito Riolita
Tabla de magmas y rocas ígneas más comunes.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
38
Productos y edificios volcánicos
Tipo de
magma
Poca sílice Sílice
intermedia
Mucha sílice
Ejemplo
de Roca
Basalto Andesita Riolita
% de lava 90-99% 40-60% 1-10%
Tipo de
lava
Lava
fluida
Lava intermedia Lava muy viscosa
Tipo de
erupción
Tranquila
(hawaiana)
Con fases de
diferente violencia
(estromboliana)
Muy violenta
(pliniana)
Tipo de
edificio
Volcán en escudo Volcán compuesto Domos o calderas
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
39
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
40
Vulcanismo y tectónica de placas
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
41
III. 3 Metamorfismo
 Rocas que pueden sufrir temperaturas y 
presiones muy altas pero sin fusión. 
 Límites del metamorfismo:
◼  150 ºC y 1,5 Kb 
 Minerales neoformados.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
42
Tipos de metamorfismo
 Dinámico (milonitas). 
En grandes fallas.
 De contacto 
(intrusiones). Alta T.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
43
 De alta presión. Subducción.
 Regional. Orogénico. P y T elevadas.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
44
Tipos de rocas metamórficas
 Foliadas. Laminación interna. A menudo 
estabilidad composicional. T y P variables.
 No foliadas. Sin laminación. Cristales 
microscópicos soldados. Variedad 
composicional.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
45
III.4. Rocas sedimentarias
 Rocas sedimentarias mayoritarias en la corteza 
superior. Rocas a P y T ≈ superficiales.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
46
 La sedimentación más la litificación hacen 
pasar el material de sedimento a roca 
sedimentaria.
 Sedimentación en estratos habitualmente 
horizontales en cuencas sedimentarias.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
47
 Cada medio sedimentario tiene características que 
pueden quedar incluidas en el sedimento y después en 
la roca.
◼ Biológicas (fósiles)◼ Fisicoquímicas, 
estructuras 
sedimentarias
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
48
Importancia y orígenes
 Procesos formadores relacionados con la 
geodinámica externa. 
 Continentales o marinas
 Orígenes muy variados:
◼ detrítico
◼ químico
◼ biológico
◼ mixto
 Constituyen almacenes de recursos e 
información.
08/12/2021
Dr. G.Taype Q.
49