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DIBUJO GEOLÓGICO

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UNIVERSIDAD LATINA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA
LICENCIATURA EN INGENIERÍA EN GEOCIENCIAS
ASIGNATURA: DIBUJO GEOLÓGICO (IG-29)
Profesor: Eric A. Chichaco R.
Ingeniero Geólogo
Universidad Latina de Panamá
Sede Central
Panamá, República de Panamá
Teléfonos: (507)6695-3825
E-mail: echichaco@yahoo.com / eachichaco@ulatina.edu.pa
Dirección o Rumbo y Buzamiento, Inclinación, Echado o Manteo
Son hechas para ayudar a determinar la orientación de un estrato rocoso o
de una superficie de falla, por ejemplo. Considérese un estrato uniforme
plano el cual se encuentra inclinado.
Regla: Dirección y
Buzamiento
Dirección: Ángulo entre el norte magnético y una línea obtenida mediante
la intersección de un estrato inclinado, o falla, con un plano horizontal. La
dirección o rumbo, se suele expresar como el valor de un ángulo en
relación con el norte. Por ejemplo, N10°E significa que la línea de dirección
se dirige 10° al este desde el norte (
).
15°
Buzamiento: Ángulo de inclinación de un plano geológico, como por
ejemplo una falla, medido desde un plano horizontal. El buzamiento
incluye tanto el valor del ángulo de inclinación como la dirección hacia la
cual la roca esta inclinada, y es siempre perpendicular al rumbo. Los
estratos horizontales tienen inclinación de 0° y los verticales de 90°. En los
inclinados la información se pasa a un mapa geológico, mediante una flecha,
con su extremidad en el punto de observación y un número que indica el
buzamiento verdadero ( 30°).
El buzamiento aparente sería el ángulo más pequeño con la horizontal
formado por otra dirección que no sea el buzamiento verdadero.
Angle of dip (Ángulo de buzamiento)
(a) Diagrama
(b) Plano o mapa de contornos estructurales para ilustrar la relación entre el
Buzamiento Verdadero (True Dip) y el Buzamiento Aparente (Apparent Dip)
Dirección: N75°E (se lee: norte 75° este)
Buzamiento: 30°
* Una manera práctica de visualizar el buzamiento es imaginar que el agua
descenderá siempre por la superficie rocosa según una línea paralela al
buzamiento. La dirección de caída formará siempre un ángulo de 90° con la
dirección *
Representación de datos estructurales (Mapas topográficos, geológicos,
fotografías aéreas)
Mapa mostrando la orientación y forma de las estructuras geológicas
Medición de Dirección o Rumbo y Buzamiento, Inclinación, Echado o Manteo
Una brújula mide la dirección del campo magnético terrestre. La aguja se orienta de
acuerdo a la orientación del campo magnético del sector donde se ubica.
Brújulas: Tipo Silva, Tipo Brunton
Brújula Tipo Silva
Brújula Tipo Brunton
Brújula Tipo Silva (Limbo movible)
Partes de la brújula:
(o pínula)
Limbo graduado
Cuando hago coincidir
aguja imantada, líneas de
orientación y pínula, estoy
viendo y señalando el
norte.
N
W
E
S
Plano de Falla
¿Cuál es la
orientación de una
línea (camino, perfil,
río, falla, otros)?
?
Pínula
1. Hago coincidir la
pínula (flecha) con
el ángulo que quiero
saber.
2. Hago que la flecha (líneas ?
de orientación) coincidan
con la aguja imantada.
?
3. Leer el ángulo de
orientación con respecto al
norte del rumbo
Plano de Falla
N
a
Líneas Norte-Sur
auxiliares
Pínula
S
?
Medición de rumbos en el mapa para seguir en el campo
Procedimiento: Se coloca la flecha de orientación paralela al norte de la
carta y la pínula marcando la dirección / línea por medir. Leemos el
ángulo (a) que es es el rumbo a seguir en el campo.
Norte del limbo graduado de brújula
Rumbo a seguir en el
campo
N
a
Pínula
Brújula Silva con clinómetro
En la brújula Silva el clinómetro cae por gravedad y la lectura del
buzamiento debe hacerse en el sitio. En la Brunton, se gira el clinómetro a
que la burbuja del cilindro este en cero, y el buzamiento queda fijo en el
clinómetro.
Brújula Brunton
Brújula Silva
Brújula Tipo Brunton (Limbo fijo)
Partes de la brújula:
Espejo
Botón para fijar o liberar
el movimiento de la aguja
Aguja imantada
Limbo graduado
Pínula
A - Limbo graduado
B - Aguja imantada
Pínula (Apunta al 0°-360° del limbo graduado)
Sentido
antihorario
C - Clinómetro
D - Botón para fijar o liberar
el movimiento de la aguja
F
E - Burbuja para
horizontalidad
F - Burbuja para el clinómetro
(Verticalidad)
Cuadrantes: Cuatro (4)
cuadrantes de 90° cada uno
(NE, SE, NW, SW)
Azimutal: Tomado con relación al norte (0°-360°) en sentido antihorario, lo
que implica que el Este (E) y el Oeste (W) se ve cambiado. La escala en el
sentido antihorario permite una lectura directa, azimutal, es decir, el valor
donde apunta la aguja es el valor final (Escala azimutal antihoraria o
contrarreloj).
Contrapeso: La aguja de la brújula necesita generalmente un contrapeso.
El campo magnético tiene una componente vertical de acuerdo a la
distancia hacia los polos. Entonces en latitudes entre 15º hasta 90º del
hemisferio norte y sur la aguja muestra una fuerte inclinación hacia arriba
y choca con el vidrio de protección de la brújula. Para que la aguja se
ubique horizontalmente se usa un contrapeso. Durante viajes del
hemisferio norte a sur y viceversa hay que cambiar el peso de un lado al
otro.
Corrección Azimutal: En algunas partes del mundo hay que aplicar una
permanente corrección azimutal a causa de la distancia entre el polo
magnético y el polo geográfico (Los polos magnéticos se ubican bastante
lejos del eje rotacional de la Tierra). Esta corrección se puede hacer
directamente en la brújula - girando la rosa (escala acimutal) de acuerdo al
error (recomendado). El valor normalmente sale en las cartas topográficas
correspondientes. Pero también se pueden corregir los valores después (en
el programa computacional).
Botón para liberar o fijar la aguja: Una aguja fijada es un poco más
protegida y no se suelta de su eje durante fuertes movimientos.
MAGNÉTICO
CUADRICULAR
Procedimiento:
1. La brújula está en orientación del rumbo por medir (lectura directa),
junto a las rocas.
2. La burbuja del nivel esférico (horizontal) tiene que estar en el centro.
3. La aguja tiene que estar libre. Luego de la lectura se puede fijar usando
el botón (blanco) y leerla aún después de mover la brújula de su posición
de orientación.
4. Se toma el valor del rumbo N.....E o N.....W (Cuadrantes) o Azimut (sentido
antihorario o contrarreloj).
Para tomar el valor del rumbo se usan usualmente los Cuadrantes I (entre 0 hasta 90º) y
Cuadrante IV (entre 270º hasta 360º). Significa que la aguja que marca entre 0-90º o entre
270-360º es la aguja de la lectura. Existen dos posibilidades:
Caso 1: Una de las agujas marca entre 0-90º azimutal (Cuadrante I): Automáticamente se toma
N [valor] E.
Caso 2: Una de las agujas marca entre 270º-360 azimutal (Cuadrante IV): Tenemos que usar la
distancia entre norte y la aguja o como formula: N [360º-valor] W.
5. Se pone la brújula perpendicular al rumbo.
6. Se usa el clinómetro.
7. La burbuja del nivel tubular tiene que estar en el centro.
8. Se toma la lectura del clinómetro como buzamiento.
9. Se estima la dirección de inclinación en letras (N, NW, E, SE, S, SW, W,
NW).
Observaciones: Otras formas para efectuar la lectura con la brújula Brunton.
En éste caso la pínula apunta al revés, por lo que la lectura debe hacerse
con el otro extremo de la aguja.
Algunos ejemplos de la notación del tipo americano con la brújula del tipo
Brunton:
Otros ejemplos de lecturas de rumbos y buzamientos con la brújula del
tipo Brunton
Azimut
Cuadrante
Buzamiento
N 036°
N 36° E
50° NW
o 50° SE
N 324°
N 36° W
50° NE o 36° SW
N 144°
S 36° E
50° NE o
N 216°
S 36° W
50° NW o 50°
N 295°
N 65° W
25° S
36° SW
SE
Planos y líneas geológicas por medir
• Planos de estratificación, de fallas, de fracturas, foliación, planos axiales
de pliegues, otros.
• Líneas de máxima inclinación de los planos (estratificación, fallas,
fracturas)
• Líneas de orientación de clastos o minerales prismáticos (lineación), de
ejes de plegamientos, de estrías de falla o por abrasión del hielo,
dirección de la corriente, otros.
Lineaciones de estructuras sedimentarias que indican dirección de flujo
Lineaciones de ejes de crenulación
Crenulación: Tipo de plegamiento regular con una longitud de onda de
1 cm o menor.
Mediciones de planos geológicos en mapas
Simbología de rumbo e inclinación de estratificación
¿Qué estructura es?
¿Dónde están las rocas más viejas y donde las más jóvenes?
¿Qué estructura es?
¿Dónde están las rocas más viejas y donde las más jóvenes?
Exposición en áreas de relieve topográfico
En áreas de terrenos inclinados, otros factores se incluyen en la
determinación de las características de los modelos de afloramientos,
tales como el ángulo de la pendiente y la dirección relativa del rumbo de
los estratos, además de las variaciones en el ángulo de la pendiente y
dirección.
En otras palabras, adicionalmente al espesor e inclinación, los modelos o
patrones del mapa también dependen de los detalles de la topografía. Las
relaciones entre el buzamiento o inclinación de las capas o estratos y la
topografía o relieve del terreno se han formalizado en una serie de reglas,
llamadas conjuntamente:
Regla de las V´s, por las cuales se puede estimar directamente la dirección
de buzamiento de los planos estructurales a partir del modelo de
afloramiento.
En el lugar donde el trazo de un plano cruza un valle, el patrón resultante
es característico de la dirección de buzamiento del plano.
Perfiles geológicos con topografía horizontal
Ejemplos simples de cortes geológicos con topografía plana, con algunas
consideraciones importantes a la hora de interpretar y realizar un perfil o
corte geológico.
Capas inclinadas
En estos cortes se puede observar como simplemente cambiando uno de
los datos presentes en el mapa geológico, cambia completamente la
interpretación de la estructura geológica.
Cortes Geológicos con topografía
En la mayoría de los mapas geológicos existe una topografía mas o menos
compleja, por lo tanto, la topografía se deberá considerar para la correcta
construcción e interpretación de los perfiles geológicos. Cuando en un
mapa no existen los símbolos que nos indican la orientación de los estratos,
las fallas, otras, o estos son escasos se puede deducir las orientaciones de
los elementos planares utilizando la Regla de las V´s.
Capas Horizontales
Cuando la traza del afloramiento es paralela a las curvas de nivel de la
topografía (se aplica para estratos, fallas, fracturas, diaclasas y otros
elementos geométricos).
Plano geológico y su correspondiente sección perfil. Nótese que los
estratos se encuentran paralelos a las curvas de nivel por lo que vistos en
sección transversal u otra vista similar a ellos, éstos serán horizontales.
Perfil A – B en
lámina anterior
A
B
A´
B´
Perfil A – B en
lámina anterior
Capas Verticales
Cuando los elementos geométricos no forman la característica “V” y el
grado de curvatura de ésta es nula (estructuras verticales).
Cuando las estructuras y/o elementos geométricos no poseen un grado de
curvatura definido o simplemente no forman las “V”; significa que dichas
estructuras tienen un ángulo de buzamiento de 90°, es decir, son
estructuras verticales a través de cualquier dirección de buzamiento y por
ende también a lo largo de cualquier sección perfil.
A
B
A´
B´
En este ejemplo de abajo se ha utilizado el mapa geológico mostrado para
capas horizontales, incluyendo una capa vertical (capa de color negro) que
atraviesa varios de los materiales presentes. Como se puede observar en
el mapa geológico, la traza de la capa vertical es rectilínea y no le afecta la
presencia de curvas de nivel. Así mismo es importante resaltar que en el
corte o perfil A-A´, la capa no es cortada en superficie por el perfil, pero
podemos inferir su presencia por debajo de los materiales 1 y 2.
Capas inclinadas
Cuando la traza de los elementos geométricos intersectan a las curvas de
nivel de la topografía (de acuerdo al uso de la regla de las V´s).
En la quebrada vista de derecha a izquierda se observa que los elementos
geométricos (estratificación, en colores) junto con la topografía generan
una forma peculiar denominada “V”, según la regla de las V´s. Si ésta
apunta hacia la cumbre de la quebrada entonces los estratos u otro
elemento geométrico similar buzará hacia la misma dirección. El ángulo de
buzamiento, para este caso, de los estratos dependerá del grado de
curvatura de la “V”.
A
A´
En la quebrada vista de izquierda a derecha se observa que los elementos
geométricos (estratificación, en colores) junto con la topografía generan
una forma peculiar denominada “V”, según la regla de las V´s. Si ésta
apunta hacia la cumbre de la quebrada entonces los estratos u otro
elemento geométrico similar buzará hacia la misma dirección. El ángulo de
buzamiento, para este caso, de los estratos dependerá del grado de
curvatura de la “V”.
Proyección de las capas en el plano: Problema de los tres puntos
Si las curvas de nivel se proyectan punto a punto sobre el plano de
proyección que se sitúa en cota 0 y se obtiene así la representación de la
superficie topográfica en planos acotados, igualmente, en geología, donde
se estudian elementos situados en un espacio tridimensional, es necesario
representarlos en un mapa bidimensional. Por tanto, en geología es
necesario utilizar algún sistema de proyección y se utiliza también la
proyección en planos acotados. En ella, una recta queda definida por dos
puntos y un plano por tres puntos no alineados.
Así, siendo un plano determinado por tres puntos A, B y C, contenidos en él,
podemos calcular la dirección y buzamiento del plano sabiendo que la
dirección del plano es una línea horizontal contenida en el mismo. Este
problema se conoce como el “Problema de los tres puntos”.
Problema: Dado un mapa y las elevaciones de tres puntos que definen
un plano sobre el mapa, determinar la dirección y el buzamiento del plano.
Abordaje: Una línea que une dos puntos de igual elevación establece la
dirección del plano. Se escoge uno de esos puntos de elevación intermedia,
un segundo punto con la misma elevación se localiza a lo largo de la línea
que une el más elevado con el menos elevado. Con la dirección del plano
conocida, el buzamiento se determina por los métodos de secciones
previas.
Construcción:
(1) Una los tres puntos dados en el mapa para
formar un triangulo, y denomine el más
elevado-Punto A, el intermedio-Punto B, y
el más bajo-Punto C.
(2) Con FL1 paralelo al lado AC, trace una
vertical mostrando los puntos A y C en su
correcta posición vertical trazando sus
elevaciones usando la escala del mapa.
Dibuje la línea inclinada AC en esta
sección.
(3) En esta misma sección, dibuje la línea
horizontal cuya elevación coincide con la
del Punto B. Proyectando el punto de
intersección de esta línea horizontal con
la línea inclinada AC al mapa, se obtiene el Punto B´ sobre el lado AC,
cuya elevación es la misma que el Punto B. La línea BB´ es la línea de
dirección.
(4) Con FL2 perpendicular a esta línea de dirección, construya una línea
vertical mostrando las elevaciones correctas de los puntos B y C. La
inclinación de la línea BC es el ángulo de buzamiento.
Solución gráfica del “Problema de los tres puntos”
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