02 - 04. Mecánica de rocas

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GEOLOGÍA ESTRUCTURAL 2021-01 CLASES 2 - 4 MECÁNICA DE ROCAS APLICADA A G.E. H. Fossen (2010) – Cap. 2 a 4

Exneyder A. Montoya Araque

OBJETIVO • Estudiar los conceptos de esfuerzo (stress), deformación (deformation and strain) y reología (rheology) en el contexto de la G.E.

DEFORMACIÓN • Recordemos: En G.E. estudiamos estructuras generadas por deformación. • Una roca deformada será aquella cuyas condiciones primarias o pre-existentes hayan sufrido cualquier cambio geométrico con respecto a su estado inicial. • Fundamental un buen conocimiento de todas las disciplinas relacionadas con las mencionadas condiciones primarias o preexistentes.

DEFORMACIÓN

“Es la transformación desde una geometría inicial a una final a través de procesos de translación, rotación, distorsión y/o cambio volumétrico”.

DEFORMACIÓN Traslación Movimientos de cuerpo rígido Rotación Deformación Cizallamiento simple Distorsión/Cambio volumétrico

Cizallamiento puro

DEFINICIONES • Deformation: Es el cambio geométrico de un estado inicial a uno final. • Strain: • Es la deformación relativa a su estado inicial. • No aplica a los movimientos de cuerpo rígido. • Es adimensional. Estado inicial →

Estado final →

ROTACIÓN • Corresponde físicamente a la deformación de un cuerpo rígido generada por el giro relativo a un eje coordenado.

TRASLACIÓN • Corresponde físicamente al desplazamiento de un cuerpo rígido en el cual todas las partículas se mueven paralelamente (misma dirección) y con la misma magnitud.

DISTORSIÓN • Corresponde físicamente al cambio de forma, con o sin variación en el volumen del cuerpo original. • Implica que las partículas cambian de posición de forma relativa unas con otras → las longitudes iniciales entre pares de partículas varía después de deformarse.

CAMBIO VOLUMÉTRICO • Corresponde físicamente al incremento o reducción de volumen del cuerpo inicial sin que necesariamente haya habido un cambio de forma.

DISTORSIÓN Cizalla simple: • No hay cambio de volumen. • No hay alargamiento o acortamiento de la distancia entre partículas alineadas con el sentido de la deformación. • Hay rotación interna de los ejes de deformación. Cizalla pura: • No hay cambio de volumen. • Hay alargamientos y acortamientos de la distancia entre partículas. • No hay rotación interna de los ejes de deformación (deformación coaxial).

DISTORSIÓN

Cizalla simple

Cizalla sub-simple

Cizalla pura

DISTORSIÓN

HISTORIA DE LA DEFORMACIÓN

HISTORIA DE LA DEFORMACIÓN

La deformación por compactación puede ser explicada con varias combinaciones de cizalla pura y encogimiento

DISTORSIÓN/CAMBIO VOLUMÉTRICO Cizalla pura – Condiciones de borde – Compactación

DEF. HOMOGÉNEA vs HETEROGÉNEA Deformación homogénea: • No hay cambio de volumen. • Líneas rectas y paralelas se mantienen rectas y paralelas. • Objetos con forma y orientación idéntica inicial, tendrán la misma forma y orientación al final. • Objetos con forma idéntica inicial, pero diferente orientación, tendrán diferente forma al final. Deformación heterogénea :

(Riller et al., 2017)

• Si hay cambio de volumen. • Líneas rectas y paralelas dejan de serlo. • Objetos podrán cambiar de forma y orientación de forma individual

EJERCICIO/EJEMPLO

Qué tipo de deformación es: heterogénea u homogénea?

DEF. HOMOGÉNEA vs HETEROGÉNEA Heterogénea Homogénea Heterogénea u homogénea, depende de la escala.

DEFORMACIÓN DISCRETA vs CONTINUA

Va a depender del nivel cortical: • Menos profundidad → deformación discreta • Mayor profundidad → deformación discreta