geologia estructural-ragan 4 español

8/10/2019 Geologia Estructural-ragan 4 Espaol

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Planos y topografa4.1 Exposiciones en superficies horizontales

En el captulo 2 los ejemplos ms simples para la determinacin del espesor asumieronque la tierra era un plano horizontal, geomtricamente perfecto. La interseccin decapas inclinadas con esta superficie da lugar a un patrn de afloramiento . Representadoen el mapa este patrn es un simple mapa geolgico.En este caso la amplitud de las andas de afloramiento depende de dos factores! elespesor real de las capas " el ngulo de buzamiento de cada capa. El efectoindependiente de cada uno de estos factores se muestra en la figura #.$. En esencia,estas mismas relaciones tam in se aplican a las superficies topogrficas realmente casihorizontales.

En el caso especial de una capa %ertical, el ancho del afloramiento %isto en el mapa esigual al espesor de la capa. Esta relacin &nica resulta del hecho de que el mapa muestratal capa en %ista de canto, es decir, un campo %isual %iendo que el mapa coincide conuna lnea paralela a la capa %ertical. 'ara estimar el espesor de los o jetos ta ulares, uno

usca instinti%amente solo una %isual.En el caso ms general de una capa inclinada, un campo %isual siempre es identifica leen un mapa geolgico( est en la direccin del uzamiento. 'ara capas inclinadas, una%ista au)iliar perpendicular a esta lnea puede construirse fcilmente que muestre lascapas en la %ista de canto " por lo tanto el espesor %erdadero *+ig. #.2a .-in em argo, no es necesario hacer esta construccin porque la misma informacin

puede o tenerse directamente en el mapa mismo. -implemente girar el mapa geolgico para que la direccin del uzamiento sea /orte " luego %er el patrn del mapa a lolargo de un campo %isual inclinado al plano del mapa en el ngulo de uzamiento. Enesta %ista la amplitud del afloramiento que es ma"or que el espesor, est en perspecti%afrontal, por la cantidad justa para aparecer como espesor %erdadero *+ig. #.2 . 0ladoptar esta %isual o licua, mirando uzamiento a ajo del mapa puede a"udar a reducir la percepcin de profundidad cerrando un ojo. 1laramente, este mtodo de %isualizacinde las andas de afloramiento de capas inclinadas est limitado a casos de ngulos de

uzamiento importantes, pues es fsicamente imposi le %er estratos horizontales en %istade canto a lo largo de cualquier campo %isual del mapa.

omado de Ragan, 3.4( 2556


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Este principio se utiliza en sentido in%erso para se7ales de trnsito, pintadas en lascalles. 'ara distorsionar deli eradamente las letras en la %ista %ertical *8er mapa la

perspecti%a frontal que acompa7a a la %ista o licua del conductor de la superficie de lacarretera compensa e)actamente la distorsin " las ad%ertencias aparecen en proporciones normales " son perfectamente legi les *8ase +ig. #.9 .

En efecto, la distorsin de los mapas geolgicos simples para que los estratos inclinadossean %istos en la direccin uzamiento a ajo restaura las capas sedimentarias a suactitud horizontal original. Los contactos en el mapa dejarn de ser solo lneasseparando las unidades estratigrficas en la superficie de la tierra( " pueden ser %istasque %ienen a la %ida como las superficies deposicionales " erosi%as que una %ez fueron.El mapa %isto hacia a ajo representa una especie de corte trans%ersal, como puede %erseen las paredes del gran ca7n. 1omo tal, se agrega al mapa la dimensin importante dela secuencia de la deposicin en el tiempo. 3iscordancias se con%ierten en paisajesenterrados, " este punto de %ista facilita las comparaciones con la superficie de la tierra

presente " los procesos erosi%os responsa les de su forma. 1iertamente de ereconocerse la posi ilidad de capas totalmente %olcadas, especialmente en las zonas deestructura compleja. En tales casos, la %ista hacia a ajo da una imagen de los estratosque es al re%s, pero esta %isual puede a"udar realmente a la interpretacin de que secaiga si se carecen de otras prue as e%identes.4.2 El efecto de la topografaEn reas de terreno inclinado, otros inter%ienen factores para determinar el carcter delos patrones de afloramiento " estos inclu"en la pendiente topogrfica " direccinrespecto a la actitud de los estratos " las %ariaciones en la direccin " el ngulo de

uzamiento. En otras pala ras, adems del espesor " el uzamiento, el patrn de mapatam in depende de los detalles de la topografa. Las relaciones entre el uzamiento " latopografa han sido formalizadas en una serie de con%enciones, llamadoscolecti%amente como la regla de las Vs, por el cual la direccin de uzamiento puede



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estimarse directamente de los patrones de afloramiento. 3ondequiera que la traza de un plano atra%iese un %alle, el patrn resultante es caracterstico de la actitud del plano.:a" %arios tipos de patrones.

$. Planos horizontales ! las cur%as de ni%el pueden considerarse como las trazas delas superficies de planos horizontales imaginarios. 'or lo tanto las trazas de los

plano horizontales reales siguen e)actamente las cur%as de ni%el. Estos patronesestn completamente controlados por la topografa( la traza del afloramientorefleja fielmente las cur%as de ni%el locales en cada detalle. 'or lo tanto, el

patrn de afloramiento Vs aguas arri a, as como lo hacen. *+igura #.#a .2. Planos inclinados aguas arriba ! como la actitud parte de la horizontal, con la

direccin del uzamiento en direccin aguas arri a, el patrn de las trazas de los planos estructurales se modifica progresi%amente en una 8 roma, toda%a haciaarri a *+igura #.# . 1on aumento del uzamiento, el patrn de afloramiento esuna refle)in cada %ez ms sua%e de los detalles topogrficos.

9. Planos verticales ! en el caso especial de un uzamiento de 65;, las trazas de losafloramientos son rectas " paralelas a la direccin del rum o,independientemente de los detalles topogrficos. /o ha" V " por lo tanto no ha"control en el patrn de la topografa *+ig. #.# c .

#. Planos inclinados corriente abajo ! ha" dos casos generales " un caso especial.a. con uzamiento ma"or que gradiente de 8alle, el patrn Vs apunta aguas

a ajo *+ig. * si el ngulo de uzamiento " la gradiente del %alle sone)actamente iguales, la traza del afloramiento no cruzar el eje del %alle " noha" V *+ig. #.< . -in em argo, arro"os generalmente se inclinan hacia laca ecera por lo tanto una estructura plana continua cruzar en alg&n lugar aguas arri a.

. si el uzamiento es menor que la gradiente de %alle, pero en una direccin

descendente, el patrn 8 ser aguas arri a *+ig. #.< c .



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1omo se dijo, estas reglas suponen que la direccin del rum o es perpendicular al ejedel %alle. El resultado es que los patrones V son apro)imadamente simtricos. 1on otrasdirecciones de la huelga, Vs asimtricos se producen, pero en esencia sigue siendoaplica le la regla. En el caso de limitacin cuando el %alle " la huelga son paralelos noha" V en a soluto.:a" una declaracin simple " fcilmente recordada que resume todas estas relaciones!

la V de los puntos de la traza del afloramiento en la direccin en que la formacininfrayace la quebrada *-cre%en, $6=9 .4ejor a&n, es %isualizar la relacin geomtrica entre los planos estructurales "topografa en tres dimensiones. En una zona de relie%e topogrfico el patrn deafloramiento de capas que uzan uniformemente camas es irregular, sin em argo, siestas mismas capas fueran %istas desde un plano en direccin o licua, a ajo, aparecenen la %ista de canto *el diagrama de loques de la figura #.# est casi en estaorientacin . Luego se eliminan las irregularidades de ido a la topografa " las trazasde los planos inclinados son rectos( el espesor %erdadero directamente. 'or supuestoesta misma relacin, permanece %lida para un modelo a escala del relie%e topogrficodel patrn de afloramiento incluido. 0l perci ir la superficie de la tierra, representada

por los contornos topogrficos en el mapa como un modelo de relie%e, el ojo de lamente puede acomodar la influencia de la topografa del patrn de afloramiento. Estatcnica toma alg&n esfuerzo para aprender " practicar es la cla%e. -in em argo una %ezque se alcanza la capacidad, es una gran a"uda en la interpretacin del mapa, incluso

para zonas de relie%es considera les " %ariados, " por lo tanto de patrones de mapasmu" irregulares, la estructura puede %erse en el mapa uzamiento a ajo con una gransimplificacin conceptual.4.3 Buzamiento y rumbo de un mapa geol gicoEn los ejemplos anteriores tratamos la actitud de los planos inclinados solo en trminossemi>cuantitati%os. -in em argo, el uzamiento real " el uzamiento pueden encontrarse

si se conoce la u icacin espacial de tres puntos en el plano. En el caso ms simple, dosde los puntos con la misma ele%acin a menudo pueden reconocerse.



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Problema En la +ig. #.=, la traza del plano lmite inferior de la capa inclinada corta los

contornos de topogrficos en los puntos A, B " C con ele%aciones h A h B?=25 m" h 1 ?=$5 m. @1ul es el uzamiento " el rum oA

!oluci n$. razar la lnea AB que conecta los dos puntos de igual ele%acin. Esto es, por

definicin, una lnea de rum o.2. 3i ujar una lnea perpendicular de AB al punto C . Esta es la direccin del

uzamiento %erdadero. El ngulo de uzamiento %erdadero se mide en la seccin%ertical que contiene esta lnea.

9. razar una lnea paralela a esta direccin de uzamiento como una horizontal !" . E)tienda la lnea de rum o AB " di ujar una segunda lnea rum o 1 paraintersectar a !" .

#. Estos dos puntos en +L representan las u icaciones en el mapa de la lnea 0B "el punto 1.


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la lnea de rum o AB a C " la distancia %ertical C h usandotan G ?C h$%.*#.$Ha sea grfica o analticamente, elegir puntos tan espaciados como sea posi le mejorala precisin.4.4 #nterpolaci n lineal4s generalmente, los tres puntos tendrn diferentes ele%aciones. Entonces necesitamosuna forma de u icar un punto con ele%acin especfica en una lnea entre dos e)tremosconocidos. -e trata de una interpolacin lineal " ha" dos formas grficascomplementarias. La primera usa mtodos pre%iamente esta lecidos, mientras que elsegundo es ms simple.

ProblemaLos & " A tienen ele%aciones h&?26= m " h A?$FI m. la distancia en el mapa %&A? 955m. u icar el punto B en &A con ele%acin h B? 22< m *+ig. #.Fa$onstrucci n #

$. 1on la lnea horizontal &A como !" , construir una seccin que muestre una lnea%ertical directamente de ajo del punto superficial A *+ig. #.Fa . Jsando la escala delmapa u icar dos puntos en esta lnea!*a 'unto ' a una profundidad C h A (h & # h A )? *26=K$FI ?$$I m.* Jn punto a una profundidad intermedia C h B (h & # h B )?*26=K 22< ?F$ m.2. razar la lnea &' para representar la inclinacin de la lnea entre los puntos delmapa & " A.9. Jna lnea horizontal desde el punto intermedio que intersecta esta lnea inclinada &' en * .#. 'ro"ectar H %erticalmente hacia &A para u icar el punto B en el mapa con la

ele%acin requerida.Esta construccin est asada en el hecho de que los tringulos rectngulos &A' " &B* son similares " una propiedad de estos tringulos es que las longitudes de los pares delados correspondientes tienen las mismas proporciones como * di%ide A' en larelacin C h B$ Ch A ?F$ $$I, as tam in, B di%ide &A con esta misma relacin.

En la prctica surgen dos pro lemas con esta construccin. 'rimero, la escala del mapa puede ser tal que las profundidades de ' e * son difciles de trazar con precisin.-egundo si el ngulo de uzamiento, real o aparente, es peque7o, u icar el punto * in%olucra com&nmente un ngulo peque7o de interseccin que est sujeto a un granerror. Jn mtodo alternati%o minimiza am as dificultades.$onstrucci n ##$. En un ngulo con%eniente pero ar itrario marcar una lnea & o licua a la lnea del

mapa &A *+ig. #.F . /o importa el ngulo e)acto, pero generalmente de e ser modesto*ni mu" peque7o ni mu" grande .



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2. J ique dos puntos en esta lnea!*a punto ' a una distancia de C h A? 26= $FI?$$I unidades.* punto* a una distancia de C h B ?26=K 22< ?F$ unidades.9. Elija una escala ar itraria de manera que la distancia &' sea apro)imadamente iguala &A. 1on una escuadra graduada en milmetros esto se logra fcilmente. Jsando estaescala plotear el punto ' a una distancia de $$I unidades " punto H a una distancia deF$ unidades.#. 1onectar los puntos A " ' " di uje una lnea paralela a tra%s de * para u icar el

punto B en &A. 1on una escala los ngulos en A " ' sern apro)imadamente iguales "sern grandes si M es peque7o.En esta construccin los tringulos &A' " &B* son similares. 'or lo tanto como * di%ide &' en la relacin C h B Ch A? F$ $$I, as que B di%ide &A con esta misma relacin.

am in se puede encontrar la u icacin del punto intermedio B en la lnea &Acalculando la distancia %&B conociendo la distancia %&A+ En la figura #.Fa &B* " &A' son tringulos rectngulos " por lo tanto

, h B , h a

% &B % &A

o %&B

, h B , h A

*#.2

En el pro lema ejemplo, distancia %&* di%ide %&' en la relacin C h B $ h A F$ $$I,entonces B tam in di%ide a &A con esta misma relacin. Esto es

%&B

955 F$

$$I$I$ m+

" entonces podemos u icar el punto B en la lnea del mapa &A usando la escala delmapa:a" dos situaciones donde la solucin analtica es &til. 'rimero, si la u icacin de los

puntos & " A han sido determinados usando tcnicas modernas de medicin electrnica

" por lo tanto son conocidas con precisin " se requiere una e)actitud similar para lau icacin del punto B, entonces los mtodos grficos son pro a lemente inadecuados.En segundo lugar, si %arios pro lemas relacionados con interpolacin de en resol%ersede forma rutinaria luego aunque no es necesaria gran precisin puede o tenerserpidamente una respuesta con una calculadora.

%neas paralelasEn %arias construcciones necesitamos di ujar con precisin lneas paralelas. Jtilizandoun transportador para medir la orientacin de la primera lnea A' " luego trazar la

segunda lnea usando este ngulo medido no es satisfactoria porque los peque7oserrores son ine%ita les " las lneas no son e)actamente paralelas. :a" %arias formasalternati%as de di ujar tales lneas con ma"or precisin.



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$. La forma ms fcil es usar una mquina de di ujo.2. Jna regla " un tringulo ajusta le a un ta lero de di ujo es casi tan eficaz.9. am in puede utilizarse una herramienta de di ujo llamada Nparallel griderO*esencialmente un orde recto adaptado a un par de ruedas peque7as . Este dispositi%otiene la %entaja de ser porttil.#. E)isten alternati%as simples " &tiles.*a usando dos escuadras idnticas, coloque el lado de una escuadra a lo largo de la lnea

A' . 1on la segunda escuadra en contacto a lo largo de su hipotenusa " deslice estaescuadra " di uje la lnea paralela *+ig. #.Ia .

usando una escuadra " un orde recto, coloque a un lado de la escuadra a lo largo dela lnea A' . Luego coloque un orde recto a lo largo de la ase de la escuadra "cm ielo a lo largo de esta ase " di uje la lnea paralela B* *+ig. #.I .4.& Problema de los tres puntos1on la u icacin e)acta del punto intermedio con cota conocida esta lecida por interpolacin lineal en una lnea con puntos e)tremos conocidos, ahora estamos

preparados para determinar el rum o " el uzamiento de un plano de tres puntosgenerales cu"as u icaciones " ele%aciones son conocidas.

ProblemaD 3esde la u icacin en el mapa de los puntos &, A " B en un plano " sus ele%acionesh&?26= m, h A?$FI m " h B?22< m, determinar la actitud del plano *+ig. #.6 .$onstrucci n$. Etiquetar el punto ms alto & que sir%e como un origen local, el punto ms ajo A "el punto intermedio B. di ujar la lnea &A.

2. Localice el punto B con ele%acin h B?26= m entre los puntos & " A por interpolacinlineal *como en la +ig. #.F . Entonces al lnea BB es una lnea de rum o.9. 3esde & una lnea perpendicular intersecta a BB en el punto C . La lnea &C esentonces la direccin del uzamiento. 1omo en la +ig. #.< una seccin %ertical paralelaa esta direccin puede construirse dando el uzamiento del plano, se puede usar laecuacin. #.$ para calcularlo."espuestaD La actitud del plano es /


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M0 ?arctan*C h0 3Q0 " MB?arctan*C hB 3QB *#.9En el ejemplo

M0 ?arctan*$$I 955 ? 2< " M B?arctan*F$ $


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D Representar el plano inclinado de la figura #.6 por los contornos estructurales con uninter%alo de contorno de 25 m.$onstrucci n #

$. 1omo en la figura #.Fa, construir una seccin con la lnea horizontal &A como !" " a lo largo de la lnea %ertical A' plotear una serie de puntos conele%aciones entre 2I5>$=5 m a inter%alos de 25 m, utilizando la escala del mapa.Q ser%e que la lnea horizontal &A tiene una ele%acin de 26= m de manera queel contorno de 2I5 m es slo de $= m por de ajo de ella *+ig. #.$ $a .

2. 0 partir de estos puntos, di ujar una serie de lneas horizontales para intersectar la lnea inclinada &' .

9. 'ro"ectar estos puntos a &A para intersectarla en 65 .#. 0 partir de estos puntos a7adir los contornos estructurales paralelos a la

direccin del rum o conocido.En algunos casos se requiera contornos estructurales en la parte superior e inferior de una capa inclinada. 3ado que los contornos de la figura #.$ $a representan la

parte inferior de dicha capa, ahora se requieren los contornos en su plano lmitesuperior *+ig. #.$ $ . La construccin procede e)actamente como antes, e)ceptoque ahora la lnea inclinada que representa la parte superior se utiliza en su lugar.Este mtodo adolece de los mismos pro lemas que se o ser%a en la figura #.Fa " eluso de la lnea graduada e%ita intersecciones de ngulos peque7os. am in requieremenos pasos. 0dems, contornos por encima o por de ajo de los dos puntosconocidos tam in pueden ser fcilmente esta lecidos por e)trapolacin lineal.

$onstrucci n ##$. razar una lnea en un ngulo con%eniente por el punto & " u icar el punto ' enesta lnea a una distancia %&' h &.h ' ?$$I unidades utilizando una escala



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con%eniente *+ig. #.$2a .2. 1omo antes u icar una serie de puntos a lo largo de esta lnea correspondiente alos %alores reales de los contornos. Es posi le comenzar a medir desde el punto &,

pero es una estrategia &til para cam iar la escala para que el punto & coincido consu ele%acin en la escala. En este ejemplo h&?26=, por lo que la escala se ha a

desplazado # unidades a la izquierda. Entonces se pueden marcar fcilmente todoslos puntos en incrementos de 25 unidades. am in es fcil incluir contornos msall de los e)tremos & " A.9. 'ro"ectar estos puntos a /A paralelo a la lnea A' .#. 0 continuacin, como antes, di ujar los contornos paralelos al rum o conocido.En lugar de u icar estos contornos grficamente, puede ser ms fcil " rpido,especialmente para peque7os ngulos de uzamiento, para calcular la distancia delmapa C %1T entre los contornos a lo largo de una lnea de uzamiento %erdadero oaparente utilizando

% 0 ? C h 0 tanG o % 0 ? C h 0 tanM, *#.=

donde C h 0 es el inter%alo de contorno. Jna manera de utilizar este resultado esesta lecer un par de di%isores para esta distancia calculada " que aje una serie de puntos a lo largo de una lnea en la direccin de uzamiento %erdadero o aparente.

-in em argo, un peque7o error en la configuracin original complicar como eln&mero de contornos aumenta. 'or ejemplo, si la configuracin tiene un error de$U, el dcimo contorno ser $5U por error. Jna mejor forma es determinar m&ltiplos de C %C0 " plotear estas distancias sin mo%er la escala. Tne%ita lementeha r peque7os errores asociados con cada uno de estos puntos de trazado peroestos errores sern independientes.

4.( Predicci n de los patrones de afloramientoam in podemos re%ertir los procesos de determinacin de la actitud de un plano



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desde puntos conocidos " construir la traza de afloramiento de un plano inclinadodesde su actitud en un &nico punto. La superficie de la tierra est representada en elmapa de cur%as de ni%el. 1omo hemos %isto, las superficies estructurales puedenrepresentarse asimismo contornos estructurales. -i am os estn representados por las cur%as con el mismo inter%alo " datum, los puntos de interseccin de lneas de

contorno correspondientes representan puntos comunes a las cur%as de ni%el "estructurales, de afloramiento del plano estructural.La tcnica para lograr esto se ilustra con el locV diagrama *+ig. #.$9 . 1onociendola actitud del plano estructural en un solo punto &, se esta lece una seccin %ertical

perpendicular a la direccin del rum o " se agrega a esta seccin las cur%as de ni%el.0 partir de un punto conocido en esta seccin, se di uja la traza del plano inclinado.La interseccin de este plano " las cur%as de ni%el fija las u icaciones de cadacontorno estructural *puntos $, 2, 9, # .'ro"ectando estos contornos en la direccin del rum o u icar entonces los puntos deinterseccin con las cur%as de ni%el localiza en la superficie de la tierra. La traza deafloramiento se completa con la cone)in de estos puntos. enga en cuenta que notodos los contornos estructurales se utilizan( el contorno asociado con el punto #sigue siendo totalmente su terrneo. En otros casos, el contorno puede estar completamente en el aire.

ProblemaD 3ado un mapa topogrfico " un &nico punto de afloramiento 1 en un plano

estructural cu"o uzamiento es 25 norte, construir la traza del afloramiento del plano en el rea del mapa.



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$onstrucci n$. 1omo en la figura #.$2 construir una serie de contornos estructurales querepresente el plano inclinado en la seccin que muestra el ngulo de uzamiento%erdadero. El inter%alo de la cur%a de e ser el mismo que en el mapa topogrfico,que es de $5 m, " el contorno estructural de $2=5 m de e pasar a tra%s de puntoconocido 1 *+ig. #.$# .2. 1ada interseccin de un contorno estructural con su correspondiente cur%a deni%el es un punto de afloramiento, " estos de en marcarse claramente. Jna manerafcil de e%itar disparidad entre estas cur%as es comenzar en el punto conocido,desplegar el contorno estructural " una cur%a de ni%el " marcar el punto. Repita este

paso hasta que no queden cur%as de ni%el " luego in%ertir la direccin " su ir uncur%a a la %ez. 1ontinuar hacia arri a " a ajo con el proceso hasta que se ha"anmarcado todos los puntos.9. 1ompletar la traza del afloramiento del plano uniendo los puntos sucesi%os deafloramiento. Esta lnea de e cruzar en " slo en los puntos marcados. -i el espacio

de la cur%a es amplio, la traza de afloramiento puede ser generalmente osquejado atra%s del espacio por interpolacin %isual.3i ujar la traza de afloramiento de e ser algo ms que un ejercicio de conectar

puntos sucesi%os, como en el li ro de tra ajo infantil( ciertamente no de en ser lneas rectas. Especialmente en roturas en las laderas, en el fondo de los %alles "crestas puede ser necesario interpolar la estructura intermedia " las cur%as de ni%el,al menos mentalmente, con el fin de lograr la sensi ilidad deseada a los efectos de latopografa en el patrn de afloramiento.-i el lmite superior e inferior de los planos de una capa es mostrarse es un asuntosencillo para a7adir el segundo lmite a la seccin con el espesor de la capa, luegoconstruir un segundo conjunto de contornos estructurales " repita el procedimiento

para traza de afloramiento de este otro lmite.



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4.) E*ercicios$. 3eterminar la actitud de la unidad mapeada de la +igura #.$


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