Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso

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APUNTES GEOLOGÍA APLICADA Grado en Ingeniería Civil Universidad Politécnica de Cataluña AprenAI 2026-2027 Apuntes completos de Geología Aplicada para Ingeniería Civil: minerales, rocas, fallas, sismicidad, hidrogeología y caracterización del macizo rocoso.

APREN.AI Índice 1 Fundamentos de la Tierra, Mineralogía y Petrología Ramas de la geología y estructura terrestre Minerales y sus propiedades diagnósticas Petrología y el ciclo de las rocas 2 Geodinámica Interna, Tectónica y Estructuras Geológicas Tectónica global y fuentes sismológicas Mecanismos de fracturación: fallas geológicas Deformación dúctil: pliegues y relaciones geométricas 3 Geodinámica Externa, Hidrogeología y Caracterización de Macizos Rocosos Meteorización, dinámica de sedimentos y suelos Fundamentos de hidrogeología subterránea El macizo rocoso y discontinuidades en obras de ingeniería 4 Resumen para repasar Mineralogía y petrología Estructuras geológicas y sismicidad Geodinámica, hidrogeología y macizo rocoso Soluciones de las preguntas de repaso Estos apuntes pueden contener errores u omisiones.

Son un material de apoyo y no sustituyen al temario oficial ni al profesorado: contrasta la información importante. Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 1 1 Fundamentos de la Tierra, Mineralogía y Petrología AL ACABAR SABRÁS Diferenciar con precisión los conceptos de mineral y roca según su estructura cristalográfica. Ordenar minerales en función de su resistencia relativa al rayado usando la escala de Mohs. Identificar el origen genético y las texturas elementales de las familias ígneas, sedimentarias y metamórficas. PIÉNSALO ANTES DE LEER 1 ¿Por qué un trozo macizo de granito no puede considerarse estrictamente un mineral?

La geología comprende el estudio integral del planeta Tierra, abarcando su constitución material, ordenamiento interno, transformaciones a lo largo del tiempo y las dinámicas superficiales e internas que lo modelan de forma constante. Ramas de la geología y estructura terrestre El campo de las ciencias geológicas se estructura en tres disciplinas fundamentales: Geología física: investiga los materiales rocosos y los fenómenos operativos que dan origen y modifican la corteza terrestre. Geología histórica: examina la evolución cronológica y secuencial de la Tierra a través de las diferentes divisiones temporales.

Geología aplicada: utiliza los fundamentos del comportamiento del suelo y roca para resolver problemas de ingeniería civil, tales como el diseño de cimentaciones, presas, carreteras y excavaciones subterráneas. Desde una perspectiva física y composicional, la Tierra presenta una zonificación concéntrica definida por contrastes reológicos y mecánicos: Capa o zona Naturaleza mecánica y composicional Comportamiento físico relevante Corteza Capa externa y rígida. Se diferencia en continental u oceánica. Resistente, quebradiza y de menor espesor. Manto Envoltorio situado bajo la corteza, dominado por silicatos. Representa el mayor volumen del interior terrestre.

Núcleo Región profunda central, dividida en núcleo externo e interno. Zona de máxima densidad interna. Litosfera Unidad rígida superficial compuesta por corteza y manto superior. Forma las placas que se desplazan sobre la astenosfera. Astenosfera Sector infrayacente en el manto superior de naturaleza plástica. Sustrato deformable que viabiliza el movimiento litosférico. Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 2 La dimensión cronológica de la Tierra se sintetiza en la escala de tiempo geológico, segmentada sucesivamente en eones, eras, períodos y épocas. El Precámbrico abarca la porción mayoritaria de la trayectoria terrestre.

Le sucede el Paleozoico, caracterizado por una marcada diversificación biológica y la agregación continental. A continuación se sitúa el Mesozoico, conocido como la era de los reptiles, y concluye con el Cenozoico, período donde se expanden los mamíferos y culmina la evolución del ser humano. COMPRUEBA 2 ¿Qué diferencia reológica fundamental existe entre la litosfera y la astenosfera? Minerales y sus propiedades diagnósticas Un mineral es un compuesto sólido, natural y comúnmente inorgánico que posee una organización cristalina definida junto con una composición química específica.

DEFINICIÓN Un mineral exhibe regularidad cristalográfica tridimensional y propiedades físico-químicas cuantificables, a diferencia de los agregados heterogéneos que componen las rocas. Para su reconocimiento e identificación sistemática en laboratorio y campo, se examinan las siguientes características físicas: Dureza: resistencia mecánica que ofrece una superficie ante el rayado físico. Se cuantifica mediante la escala relativa de Mohs. Densidad o peso específico: ratio matemático establecido entre la masa de la muestra mineral y el volumen que ocupa. Color: rasgo directamente perceptible a la vista, si bien suele ser variable y poco concluyente por la presencia de impurezas.

Raya: tonalidad del residuo pulverizado que se origina al raspar el mineral sobre una placa áspera de porcelana. Brillo: cualidad con la que una cara o faceta refleja la luz incidente. Clivaje o exfoliación: tendencia intrínseca a fracturarse siguiendo planos cristalográficos ordenados y definidos. Fractura: forma irregular y desordenada que se genera al romperse un mineral cuando carece de clivaje funcional.

La escala de Mohs gradúa de forma cualitativa el grado de dureza de 1 a 10 a través de diez especies minerales ordenadas por capacidad de rayado relativo: Nivel Mineral patrón Nivel Mineral patrón 1 Talco 6 Ortosa 2 Yeso 7 Cuarzo 3 Calcita 8 Topacio Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 3 Nivel Mineral patrón Nivel Mineral patrón 4 Fluorita 9 Corindón 5 Apatito 10 Diamante ERROR FRECUENTE Confundir la dureza superficial con la tenacidad o la resistencia a la rotura por impacto. La escala de Mohs mide exclusivamente la oposición que ejerce el mineral a ser rayado por otra sustancia, no su fragilidad estructural frente a esfuerzos dinámicos de fracturación.

COMPRUEBA 3 Si un mineral desconocido puede rayar a la fluorita pero es rayado por la ortosa, ¿qué intervalo de dureza posee según la escala de Mohs? Petrología y el ciclo de las rocas Una roca consiste en un agregado natural constituido por la unión de uno o varios minerales. En función de su ambiente genético de formación, se clasifican en ígneas, sedimentarias o metamórficas. ESQUEMA Clasificación genética de las rocas Las rocas ígneas resultan del enfriamiento y solidificación del magma o lava fundida.

Se dividen en dos grandes grupos morfológicos: Intrusivas o plutónicas: cristalizan de forma lenta a gran profundidad en el interior de la corteza, posibilitando el crecimiento de cristales visibles a simple vista.

Ejemplos directos son el granito (de Rocas Ígneas Solidificación magmática Plutónicas Enfriamiento lento profundo Volcánicas Enfriamiento rápido somero Rocas Sedimentarias Diagénesis y precipitación Clásticas Detritos preexistentes Químicas y Orgánicas Precipitación o restos orgánicos Rocas Metamórficas Alteración subsolidus Foliadas Pizarra, esquisto y gneis No foliadas Mármol recristalizado Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 4 textura predominantemente gruesa), la diorita (de composición intermedia) y el gabro (de composición máfica).

Extrusivas o volcánicas: se enfrían con rapidez sobre la superficie terrestre o a cotas muy someras, inhibiendo la maduración macroscópica cristalina. Se destacan el basalto (roca máfica de grano fino) y la riolita (roca de quimismo félsico). Las rocas sedimentarias proceden de la acumulación mecánica, compactación litológica y posterior cementación de detritos minerales, así como de dinámicas biológicas o precipitación química directa: Clásticas: originadas por fragmentos detríticos de rocas preexistentes. Incluyen la arenisca (formada esencialmente por granos de arena) y la lutita (roca de textura fina integrada por partículas de limo y arcilla).

Químicas: producidas por precipitación de especies iónicas disueltas en medios acuosos, como la caliza (formación carbonatada donde predomina la calcita). Orgánicas o biogénicas: configuradas a partir de la actividad o los restos esqueletales de organismos vivos. Las rocas metamórficas surgen por transformación de materiales preexistentes sometidos a variaciones de presión, temperatura y quimismo hidrotermal activo, sin llegar jamás a la fusión total. Este proceso ocasiona modificaciones estructurales, texturales y mineralógicas. Si las presiones dirigidas inducen una orientación planar, desarrollan foliación: Pizarra: matriz de grano muy fino con una marcada foliación planar.

Esquisto: roca con foliación notoria que suele exhibir minerales hojosos distinguibles a simple vista. Gneis: material de metamorfismo de alto grado que presenta bandas minerales alternadas y segregadas. Mármol: roca metamórfica masiva no foliada originada principalmente por la recristalización de calizas. El ciclo litológico enlaza continuamente estas tres familias: el magma se enfría originando rocas ígneas; la intemperización superficial y el transporte depositan sedimentos que forman rocas sedimentarias; las cargas tectónicas y térmicas inducen metamorfismo, y finalmente una fusión térmica completa regenera el magma inicial.

IDEAS CLAVE La Tierra se organiza en capas concéntricas con propiedades contrastadas, destacando la rigidez de la litosfera frente a la plasticidad de la astenosfera. Los minerales se diferencian de las rocas por poseer una composición química definida y una red cristalina ordenada. La escala de Mohs cuantifica la dureza relativa de diez minerales de referencia desde el talco (1) hasta el diamante (10). Las rocas se agrupan genéticamente en ígneas, sedimentarias y metamórficas, transformándose entre sí a través del ciclo de las rocas. Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 5 COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 4.

¿En qué se diferencia el ambiente de formación del granito respecto al del basalto? 5. ¿Qué factores físicos y químicos inducen el metamorfismo en una roca sin llegar a fundirla? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 6. ¿Cuál es la propiedad mineralógica que evalúa la tonalidad de su polvo pulverizado? 7. ¿Qué mineral ocupa la posición número 7 en la escala de dureza de Mohs? 8. ¿Cuál de las siguientes rocas sedimentarias está constituida principalmente por partículas de limo y arcilla? 9. ¿Qué roca metamórfica se origina primordialmente a partir del metamorfismo de rocas calizas?

2 Geodinámica Interna, Tectónica y Estructuras Geológicas AL ACABAR SABRÁS Vincular los tres tipos de límites de placas tectónicas con sus estructuras geológicas resultantes. Diferenciar cinemáticamente las fallas geológicas normales, inversas y de desgarre. Identificar los elementos geométricos que definen la posición de estratos y pliegues en el terreno. PIÉNSALO ANTES DE LEER 10 ¿Por qué un plano de falla inclinado puede hacer ascender un bloque montañoso entero?

Clivaje a) Brillo superficial b) Color propio c) Raya d) Ortosa a) Cuarzo b) Topacio c) Fluorita d) Caliza a) Mármol b) Lutita c) Arenisca d) Esquisto a) Mármol b) Gneis c) Pizarra d) Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 6 Los fenómenos de la geodinámica interna abarcan los procesos mecánicos y térmicos que se originan en el interior de la corteza y el manto, determinando la configuración de relieves estructurales y la actividad sísmica. Tectónica global y fuentes sismológicas La litosfera se encuentra fragmentada en placas tectónicas que interactúan mecánicamente sobre la astenosfera.

Se identifican tres clases de contactos o bordes: Límite divergente: las placas se separan de manera relativa, permitiendo la generación de nueva corteza. Límite convergente: las placas colisionan o se aproximan entre sí, generando subducción litosférica, vulcanismo de arco, orogénesis de cordilleras y potente sismicidad. Límite transformante: los bloques experimentan un desplazamiento tangencial o lateral relativo, asociándose a sistemas de fallas de rumbo y sismos focales. Un terremoto consiste en una descompresión o liberación súbita de energía elástica acumulada en la corteza terrestre, gatillada comúnmente por la reactivación de una discontinuidad de falla.

Parámetro o tipo de onda Propagación física y características de viaje Hipocentro (o foco) Lugar subterráneo donde se origina la rotura o falla tectónica inicial. Epicentro Punto geográfico de la superficie ubicado verticalmente sobre el foco. Ondas primarias (P) Ondas compresivas de mayor velocidad; viajan en medios sólidos y fluidos. Ondas secundarias (S) Ondas de cizalla más lentas; incapaces de propagarse en líquidos y gases. Ondas superficiales Se propagan por el contorno cortical superficial y provocan los daños mayores. COMPRUEBA 11 ¿Cómo permite el comportamiento de las ondas P y S inferir la existencia de zonas fluidas en el interior terrestre?

Mecanismos de fracturación: fallas geológicas Una falla es una superficie o plano de discontinuidad en el que se verifica un desplazamiento relativo visible entre los bloques adyacentes de roca.

Dependiendo del tipo de esfuerzo cinemático y de la inclinación del bloque superior, se clasifican geométricamente: Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 7 PROCESO Tipología cinemática de fallas geológicas 1 Tensión Extensiva Falla normal: techo desciende 2 Compresión Tectó nica Falla inversa: techo asciende 3 Cizallamiento Late ral Falla de rumbo: traslación horizontal Tipo de falla Movimiento cinemático de bloques Régimen de esfuerzo actuante Falla normal El bloque de techo se desliza hacia abajo respecto al de muro. Esfuerzos distensivos o extensivos. Falla inversa El bloque de techo asciende verticalmente respecto al de muro. Esfuerzos compresivos tectónicos.

Falla de rumbo (transcurrente) El desplazamiento es esencialmente horizontal a lo largo del plano. Esfuerzos de cizallamiento horizontal. ERROR FRECUENTE Invertir el movimiento relativo entre bloque de techo y bloque de muro en fallas con buzamiento. El bloque de techo es aquel que reposa físicamente sobre el plano inclinado de la falla; si desciende, la falla es normal, mientras que si trepa, es inversa. Deformación dúctil: pliegues y relaciones geométricas Frente a esfuerzos compresivos sostenidos a temperaturas y presiones confinantes mayores, los estratos responden doblándose mediante pliegues.

En estas curvaturas se diferencian dos morfologías axiales: Anticlinal: estructura arqueada con convexidad orientada hacia arriba; en condiciones normales alberga en su núcleo las capas de roca más antiguas. Sinclinal: cuenca geológica cóncava orientada hacia arriba, presentando en su centro nuclear los estratos más jóvenes de la serie. Los componentes morfológicos clave de un pliegue son los flancos (los sectores laterales inclinados) y el eje (la línea geométrica directriz que define la orientación de máxima curvatura).

Su reconstrucción en el espacio demanda relacionar los siguientes parámetros estructurales de campo: Rumbo: orientación azimutal de una recta puramente horizontal contenida dentro del plano geológico medido. Buzamiento: ángulo de máxima inclinación descendente que marca la superficie del estrato respecto al horizonte horizontal. Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 8 En el estudio de las secuencias sedimentarias interviene la estratigrafía. Esta descansa en el principio de superposición, el cual enuncia que en sucesiones no tectonizadas los estratos inferiores preceden cronológicamente a los superiores.

Cuando se produce una laguna en el depósito o erosión erosiva de capas, se manifiesta una discordancia que interrumpe el registro geológico. COMPRUEBA 12 ¿En qué se diferencian el núcleo de un anticlinal típico y el de un sinclinal? IDEAS CLAVE Los límites convergentes generan esfuerzos compresivos y subducción, los divergentes implican extensión y los transformantes suponen deslizamiento tangencial. El hipocentro representa la fuente focal interna de un sismo, mientras que el epicentro es su proyección vertical sobre la superficie. Las fallas normales responden a regímenes de tracción (el techo desciende) y las fallas inversas a compresión (el techo asciende).

El rumbo y el buzamiento definen matemáticamente la posición y la inclinación espacial de cualquier plano geológico estructurado. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 13. ¿Por qué las ondas P se detectan antes que las ondas S en las estaciones de monitoreo sísmico? 14. ¿Cómo se define el rumbo de un estrato sedimentario? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 15. ¿Qué comportamiento caracteriza al bloque de techo en una falla geológica normal? 16. ¿Cómo se propaga una onda sísmica secundaria (S)? 17. ¿Qué representa una discordancia en una secuencia estratigráfica?

Gira de manera helicoidal a) Permanece estático sin cizalla b) Desciende respecto al bloque de muro c) Asciende sobre el bloque de muro d) Únicamente a través de medios gaseosos a) Por fluidos sin pérdida de energía b) Exclusivamente en medios sólidos c) Con mayor velocidad que la onda P d) Una discontinuidad o interrupción geológica a) Un estrato que carece de minerales b) Un incremento de buzamiento regional c) Una fractura sin desplazamiento d) Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 9 18. ¿Qué nombre recibe el punto subterráneo concreto donde se libera la energía de un terremoto?

3 Geodinámica Externa, Hidrogeología y Caracterización de Macizos Rocosos AL ACABAR SABRÁS Diferenciar los procesos de meteorización física, química y biológica frente a la erosión superficial. Clasificar los tipos de suelos geológicos en función del agente y mecanismo de sedimentación. Identificar los parámetros estructurales e hidráulicos que determinan el comportamiento ingenieril de un macizo rocoso. PIÉNSALO ANTES DE LEER 19 ¿Por qué un macizo de granito masivo puede colapsar en un talud si la roca pura de granito es sumamente resistente?

Los procesos de la geodinámica externa comprenden la degradación y el modelado del relieve mediante agentes atmosféricos, gravitacionales y biológicos, impactando directamente en la estabilidad de las obras civiles. Meteorización, dinámica de sedimentos y suelos La meteorización agrupa las acciones mecánicas o químicas que alteran y desintegran los materiales rocosos en las proximidades de la atmósfera: Meteorización física: disgrega la roca en fragmentos menores sin alterar su constitución mineralógica ni química. Meteorización química: modifica y transforma las fases minerales mediante reacciones acuosas y de intemperie.

Meteorización biológica: fractura o alteración producida por raíces, plantas u organismos vivos. La tasa y estilo de intemperización dependen de factores como el clima dominante, la disponibilidad de agua, las oscilaciones de temperatura, el relieve topográfico, la composición de la roca madre y el tiempo transcurrido. Tras la meteorización, actúan la erosión (desprendimiento y remoción de detritos), el transporte (acarreo por agua, viento, glaciares o gravedad) y la sedimentación (decantación en cuencas deprimidas).

Desde el enfoque geológico, los depósitos superficiales y suelos se discriminan según su régimen genético: Epicentro a) Hipocentro b) Flanco c) Astenosfera d) Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 10 Categoría de depósito Mecanismo formativo y agente de transporte Suelo residual Permanece in situ directamente sobre el lecho rocoso madre que lo originó. Suelo transportado Ha sufrido traslación física lejos de su litología parental de origen. Depósitos aluviales Acarreados y depositados por cursos y corrientes fluviales de agua. Depósitos coluviales Generados por acción de la gravedad y acumulados al pie de laderas y vertientes.

Depósitos eólicos Partículas transportadas y seleccionadas por la acción motriz del viento. Depósitos glaciares Materiales acarreados y depositados por masas de hielo en movimiento. Los movimientos de ladera o remociones en masa condicionan el riesgo geológico: destacan los deslizamientos (desplazamientos de suelo o roca ladera abajo), los flujos (movimientos que emulan reológicamente a un fluido viscoso), las caídas o desprendimientos de rocas en trayectoria libre o con rebotes y los huaycos, consistentes en torrentes o flujos violentos de agua y detritos comunes en laderas pronunciadas ante precipitaciones intensas.

COMPRUEBA 20 ¿En qué se diferencian un depósito coluvial y uno aluvial según su mecanismo de transporte? Fundamentos de hidrogeología subterránea El agua freática satura y circula a través de las fracturas y los huecos interconectados de las litologías subsuperficiales: PROCESO Zonificación hidrogeológica del subsuelo 1 Zona no saturada Poros con agua y aire 2 Nivel freá tico Superficie divisoria superior 3 Zona satu rada Poros totalmente ocupados 4 Formación acuífera Almacena y cede caudal Acuífero: unidad lito-estratigráfica que puede retener y transmitir caudales de agua técnicamente aprovechables.

Acuicludo: formación geológica confinante que retiene agua pero impide o dificulta en extremo su circulación. Nivel freático: superficie hidrodinámica que marca el límite entre la franja superior no saturada y la inferior saturada de agua. Porosidad: proporción volumétrica de cavidades y vacíos frente al volumen total de la matriz de la roca o suelo. Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 11 Permeabilidad: capacidad hidráulica intrínseca que rige la velocidad con la que un fluido atraviesa la masa rocosa o terrosa. ERROR FRECUENTE Equiparar porosidad con permeabilidad.

Un suelo o roca puede ostentar una alta porosidad total (muchos poros aislados o microporos capilares, como ocurre en ciertas arcillas o lutitas) y presentar simultáneamente una permeabilidad extremadamente reducida por carecer de poros interconectados de diámetro adecuado. El macizo rocoso y discontinuidades en obras de ingeniería Para proyectar obras civiles de infraestructura no basta con ensayar la roca intacta en probetas de laboratorio; es obligatorio caracterizar el macizo rocoso en su conjunto, el cual engloba los bloques de matriz sólida junto con la red de discontinuidades geológicas que lo debilitan.

Discontinuidad Rasgos mecánicos diagnósticos Diaclasas Fracturas de tensión sin desplazamiento relativo observable entre los labios de la discontinuidad. Fallas Fracturas de cizallamiento con desplazamiento tectónico relativo comprobable. Estratificación Superficies o planos de debilidad paralelos que separan láminas y estratos sedimentarios. Esquistosidad Foliación planar originada por orientación preferente de minerales en rocas metamórficas.

La resistencia al corte y comportamiento hidro-mecánico del macizo depende de propiedades clave de estas fracturas: el espaciamiento entre planos contiguos, su persistencia o longitud de traza, la apertura o separación milimétrica, la rugosidad de las caras de roca, el material de relleno presente y la orientación espacial del buzamiento respecto al eje de la obra civil. En el ámbito del diseño ingenieril, las condiciones del terreno imponen condicionantes indispensables: Edificaciones: demanda evaluar estratos de desplante, sustrato rocoso, rellenos y asentamientos admisibles. Carreteras y taludes: control de estabilidad en cortes, degradación de laderas y procesos de erosión superficial.

Túneles: análisis de la litología, frecuencia de discontinuidades, empujes de agua freática y zonas de falla. Presas hidráulicas: evaluación estricta de la permeabilidad de vaso, resistencia mecánica y cierre de fugas. Puentes: auscultación de fundaciones directas o profundas y mitigación de fenómenos de socavación fluvial. Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 12 COMPRUEBA 21 ¿Por qué el comportamiento mecánico de un túnel está más influenciado por el macizo rocoso que por la roca intacta? IDEAS CLAVE La meteorización altera la roca en su posición, mientras que la erosión y el transporte implican la movilización física de los fragmentos.

Los suelos se diferencian en residuales (formados in situ) y transportados (coluviales, aluviales, eólicos o glaciares). La porosidad define el volumen de vacíos de un suelo, pero la permeabilidad establece su aptitud práctica para transmitir fluidos. El macizo rocoso responde a la interacción conjunta entre la roca intacta y su red de discontinuidades (diaclasas, fallas o estratificación). COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 22. ¿Qué diferencia geométrica y cinemática existe entre una diaclasa y una falla en un macizo? 23. ¿Cuáles son los parámetros básicos que se registran para describir las discontinuidades de un macizo? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 24.

¿Qué nombre recibe un flujo rápido de detritos arrastrados por agua en laderas con pendiente? 25. ¿Cómo se define un suelo residual? 26. ¿Qué característica hidrogeológica define a un acuicludo? Diaclasa a) Acuífero b) Huayco c) Estratificación d) Aquel desplazado por hielos glaciares a) Aquel transportado por torrentes fluviales b) Aquel que permanece sobre su roca de origen c) Aquel decantado en depósitos eólicos d) Constituye el nivel libre saturado a) Transmite agua con gran facilidad b) Almacena agua pero la transmite difícilmente c) Carece por completo de volumen poroso d) Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 13 27.

¿Qué elemento estructural conforma un macizo rocoso además de la roca intacta? 4 Resumen para repasar Mineralogía y petrología Concepto Definición Mineral Sólido natural, generalmente inorgánico, con estructura cristalina y composición química definidas. Escala de Mohs Escala de dureza relativa de 1 a 10 ordenada de menor a mayor resistencia al rayado (talco a diamante). Roca ígnea Roca formada por enfriamiento y solidificación de magma o lava, subdividida en plutónica y volcánica. Roca sedimentaria Roca generada por acumulación, compactación y cementación de sedimentos o por precipitación físico-química.

Roca metamórfica Roca resultante de la transformación subsolidus de rocas preexistentes por presión, temperatura y fluidos. Estructuras geológicas y sismicidad Concepto Definición Hipocentro y epicentro El hipocentro es el foco interno donde inicia la rotura sísmica; el epicentro es su proyección vertical en superficie. Ondas P y S Las P son longitudinales y viajan por sólidos y fluidos; las S son de cizalla y solo se propagan en sólidos. Falla normal Discontinuidad donde el bloque de techo desciende respecto al muro por esfuerzos extensivos. Falla inversa Discontinuidad donde el bloque de techo asciende respecto al muro por esfuerzos compresivos.

Falla de rumbo Discontinuidad tectónica con desplazamiento relativo predominantemente horizontal. Las ondas secundarias de corte a) Las discontinuidades del macizo b) El núcleo interno líquido c) El magma profundo de arco d) Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 14 Concepto Definición Pliegues (anticlinal/sinclinal) Deformaciones plásticas continuas: el anticlinal es convexo con núcleo antiguo; el sinclinal es cóncavo con núcleo joven. Rumbo y buzamiento El rumbo es la orientación de la horizontal en un plano; el buzamiento es su inclinación máxima con respecto a la horizontal.

Geodinámica, hidrogeología y macizo rocoso Concepto Definición Meteorización Alteración y descomposición de rocas in situ por procesos físicos, químicos o biológicos sin transporte. Suelo residual y transportado El residual se forma in situ sobre la roca madre; el transportado ha sido trasladado por agua, viento, hielo o gravedad. Acuífero y acuicludo Un acuífero almacena y transmite agua con facilidad; un acuicludo contiene agua pero impide o dificulta su flujo. Macizo rocoso Conjunto formado por la matriz rocosa intacta y el sistema tridimensional de discontinuidades que la atraviesa.

Diaclasa y falla La diaclasa es una fractura sin desplazamiento apreciable; la falla presenta un salto o desplazamiento relativo evidente. Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 15 Soluciones de las preguntas de repaso 1. Porque el granito es una roca, lo que significa que consiste en una mezcla heterogénea de múltiples fases minerales (como cuarzo, feldespatos y micas) y carece de una única fórmula química y red cristalina continua. 2. La litosfera se comporta de manera rígida y quebradiza, englobando la corteza y el manto más superficial, mientras que la astenosfera presenta un comportamiento plástico y deformable que permite el desplazamiento relativo de las placas. 3.

Presenta una dureza intermedia situada entre 4 y 6 en la escala de Mohs, siendo capaz o no de rayar al apatito (dureza 5). 4. El granito es una roca ígnea intrusiva que cristaliza lentamente en profundidad con textura gruesa, mientras que el basalto es extrusivo y solidifica velozmente en superficie formando grano fino. 5. Los factores desencadenantes son el incremento de temperatura, la presión litostática o confinante, los esfuerzos tectónicos dirigidos y la circulación reactiva de fluidos hidrotermales. 6. d) Raya. La raya mide el color característico del polvo que se desprende al frotar el mineral contra una placa analítica. 7. b) Cuarzo.

El cuarzo define el grado 7 en la escala relativa de Mohs, ubicándose entre la ortosa (6) y el topacio (8). 8. c) Lutita. La lutita es una roca sedimentaria clástica de grano muy fino integrada predominantemente por arcillas y limos. 9. b) Mármol. El mármol es el producto metamórfico derivado de la recristalización de calizas sometidas a presión y temperatura. 10. Porque bajo esfuerzos compresivos horizontales, el bloque de techo es empujado mecánicamente hacia arriba sobre el plano inclinado de una falla inversa. 11.

Las ondas primarias atraviesan tanto medios sólidos como fluidos, mientras que las ondas secundarias quedan interceptadas por completo al toparse con capas fluidas, revelando su estado líquido. 12. En un anticlinal normal, los materiales más antiguos se sitúan en el núcleo de la estructura, mientras que en un sinclinal el núcleo contiene los estratos sedimentarios más jóvenes. 13. Porque las ondas P viajan con mayor velocidad de compresión a través de los materiales de la corteza terrestre en comparación con las ondas S. 14. Es la dirección azimutal de cualquier línea horizontal imaginaria que esté contenida dentro del plano estructural de dicho estrato. 15.

c) Desciende respecto al bloque de muro. Bajo regímenes extensivos, el bloque de techo de una falla normal experimenta un descenso relativo respecto al muro. 16. c) Exclusivamente en medios sólidos. Las ondas S no transmiten tensiones de cizalle en medios fluidos, propagándose únicamente en sólidos. 17. a) Una discontinuidad o interrupción geológica. Una discordancia señala una superficie que evidencia una pausa o vacío temporal de sedimentación y erosión. 18. b) Hipocentro. El foco interno o hipocentro constituye la zona cortical exacta en la que se origina la ruptura sismo-mecánica. 19.

Porque la resistencia global del macizo depende de la orientación y fricción de sus discontinuidades (diaclasas y fracturas), no de la dureza aislada de la matriz rocosa. Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 16 20. El depósito aluvial es transportado y sedimentado por el agua corriente de ríos o quebradas, mientras que el coluvial responde esencialmente al movimiento ladera abajo conducido por gravedad. 21. Porque la estabilidad global de la excavación queda controlada por los planos de debilidad estructural (diaclasas, fallas y agua en fisuras), los cuales presentan una resistencia muy inferior a la de la matriz rocosa intacta. 22.

La falla presenta un desplazamiento relativo neto y medible entre sus bloques de discontinuidad, mientras que la diaclasa es una rotura o fisura sin desplazamiento de corte appreciable. 23. El espaciamiento métrico, la persistencia, la apertura, la rugosidad superficial de las paredes, la naturaleza del relleno y la orientación espacial (rumbo y buzamiento). 24. c) Huayco. El huayco corresponde a un flujo torrencial y veloz compuesto por agua, lodo y detritos en zonas de ladera escarpada. 25. c) Aquel que permanece sobre su roca de origen. El suelo residual se genera por alteración in situ de la roca madre sin haber sufrido acarreo gravitacional o dinámico. 26.

c) Almacena agua pero la transmite difícilmente. Un acuicludo es un medio poroso capaz de acumular agua subterránea pero con una permeabilidad tan baja que frena su circulación. 27. b) Las discontinuidades del macizo. El macizo rocoso comprende la suma mecánica de la roca intacta junto con los planos de discontinuidad que lo surcan. Geología Aplicada: Minerales, Rocas y Macizo Rocoso 17