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Unidad 3 Estratigrafia y Tiempo Geologico
Unidad 3 Estratigrafia y Tiempo Geologico
Unidad 3 Estratigrafia y Tiempo Geologico
MATERIA:
GEOLOGÍA ESTRUCTURAL
ESTRATIGRAFÍA
La estratigrafía, como parte de la Geología, estudia
aquellos estratos constituidos de cuerpos rocosos,
reconociendo en ellos formas, composiciones litológicas,
propiedades geofísicas y geo-químicas, sucesiones
originarias, relaciones de edad, distribución y contenido
fosilífero. Todas estas características sirven para
reconocer y reconstruir secuencialmente eventos
geológicos tales como el avance o retiro del mar,
plegamientos o las extinciones ocurridas a determinados
organismos en el transcurso del tiempo geológico.
3.1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA ESTRATIGRAFIA
Principio de la superposición de estratos.
Este principio se debe a Steno (1669) que
se dio cuenta que en una serie
estratigráfica, poco o nada deformada, el
orden de superposición de las capas es el
mismo de su deposito, la edad decrecía
hacia arriba.
Este principio tiene excepciones derivadas
de determinados fenómenos geológicos,
como los procesos erosivo-sedimentarios
de las cuencas fluviales, o las
deformaciones tectónicas intensas que
pueden llegar a tumbar o invertir la serie,
siendo necesarios criterios de polaridad
para distinguir el orden de deposito.
Fue el primer intento de establecer la
cronología de los sucesos y como
consecuencia, aparecieron las primeras
divisiones crono-estratigráficas.
3.1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA ESTRATIGRAFIA
Principio del uniformismo y el actualismo Actualismo: los fenómenos que hoy están
Se debe a Hutton. La frase original que lo actuando han producido los mismos
enuncia es “el presente es la clave del efectos en el pasado.
pasado”. Sin embargo, el uniformismo tal como fue
Algunos autores lo consideran como un solo enunciado no puede ser totalmente
principio que indica que los procesos aceptado, ha de ser corregido para
(físicos) que han tenido lugar a lo largo de la permitir variaciones en el ritmo e
historia de la Tierra, habían sido uniformes y intensidad con que se han desarrollado los
semejantes a los actuales (continuos), y procesos geológicos. Un ejemplo: es la
como consecuencia el estudio de las atmósfera sin oxigeno que existía en el
condiciones actuales nos sirven para la precámbrico, que no permitía la vida.
comparación e interpretación de lo que
paso en el pasado.
Aunque algunos autores lo considera como
dos principios distintos:
Uniformismo: las leyes y procesos naturales
han permanecido uniformes a lo largo del
tiempo geológico.
3.1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA ESTRATIGRAFIA
Principio de la Simplicidad.
Se debe a Ockttam, y dice que la
teoría o hipótesis mas sencilla es
la que da la mejor explicación a
los hechos.
3.2 CLASIFICACIÓN ESTRATIGRÁFICA
Las unidades estratigráficas, son cuerpos rocosos de la corteza
terrestre individualizados y descritos dentro de los estudios geológicos
relativos a regiones diversas. Se pueden hacer dos distinciones entre
unidades lito-estratigráficas y bio-estratigráficas.
Unidades Lito-estratigráficas
Son subdivisiones efectuadas en base a características litológicas y a la
posición en la sucesión de los estratos. En orden jerárquico de la mayor
a la menor se pueden diferenciar en:
Grupo
Formación
Miembro
Estrato o Piso
3.2 CLASIFICACIÓN ESTRATIGRÁFICA
Estratos o Pisos:
Es la unidad mas pequeña de la
formación. Raramente un estrato en
particular y solamente cuando se
detectan estratos con características
fijas como ser determinados patrones
fosilíferos se indican con una
denominación particular. Dentro de los
estratos son muy importantes los
estratos guía y los horizontes guía que
son unidades con espesores reducidos
pero con una continuidad lateral relativa.
Miembros
Son subdivisiones de la formaciones. Se
indica el miembro y luego el nombre de
la localidad y la formación.
3.2 CLASIFICACIÓN ESTRATIGRÁFICA
La formación Grupo
La formación es la unidad fundamental que Son un conjunto de
caracteriza a una unidad lito-estratigráfica. formaciones unidas en
Se define como un cuerpo rocoso uniforme conjunto. Esta unidad
en su litología, distinto a la unidad en sí, estratigráfica se utiliza
donde se comprende. La formación puede excepcionalmente, sólo
ser compuesta de un solo tipo de roca cuando las
característica o de otra clase que se formaciones
alternen, se repiten o se asocian formando circundantes tienen
una unidad propia. Las formaciones son entre si cierta afinidad.
caracterizadas por la litología prevaleciente o
particular que la forman y por el nombre del
lugar en la cual son mejores representadas
las sucesiones de los estratos, donde se
determinan las secciones-tipo y áreas-tipo.
Siempre es fundamental destacar, en la
formación, la composición litológica; el
espesor de los estratos; el contenido
fosilífero; las relaciones secuenciales vertical
y horizontalmente con las formaciones
circundantes; y finalmente a la edad dentro
del tiempo geológico a la cual corresponde.
3.2 CLASIFICACIÓN ESTRATIGRÁFICA
Unidades Bio-estratigráficas
Se denominan así a los cuerpos rocosos tangibles cuyos límites se definen
mediante criterios paleontológicos. Se distinguen varios bio-horizontes: primera
aparición (BPA), la última presencia (BUP) y máxima abundancia. Se denomina
biozona a un estrato o conjunto de estratos caracterizados por el contenido de
ciertos taxones o por una asociación de taxones. Los tipos de biozonas son:
DEFINICIONES DE ESTRATO
El primer autor en introducir el termino fue
Steno (XVII), que lo define aplicando los
principios de continuidad lateral y
horizontalidad. Lo define como una capa de
roca delimitada por superficies de “roca”, con
continuidad lateral y equivalentes a una
unidad de tiempo de deposito.
Existen excepciones, ya que si se disponen
paralelamente a la superficie de deposito, no
siempre lo hacen horizontalmente. En general
los superficies deposicionales se inclinan
hacia el interior de la cuenca. Y no siempre
son paralelos a la superficies de deposito, a
veces son oblicuas.
3.2 CLASIFICACIÓN ESTRATIGRÁFICA
RASGOS DEL ESTRATO POTENCIA O ESPESOR
Es la distancia entre las superficies de
estratificación que delimitan el estrato, medida
CRITERIOS DE IDENTIFICACIÓN perpendicularmente a las mismas. La potencia
1) Composicionales o de color varia desde centímetros hasta poco mas de un
2) Texturales: variaciones bruscas en el tamaño metro, pudiéndose mantener lateralmente o variar.
de grano o en empaquetado de granos. En función del espesor los estratos se pueden
clasificar.
SUPERFICIES DE ESTRATIFICACIÓN
Son las superficies que delimitan
geométricamente el estrato, llamando techo a la
superior, y muro o base a la inferior. Representan
una interrupción en la sedimentación, la duración
de esta puede ser muy variable.
Es muy frecuente que en el techo, como en el
muro, aparezcan estructuras sedimentarias,
teniendo estas importancia para determinar la
polaridad (cual es la capa superior) y el sentido
y/o dirección de la corriente de los aportes.
3.2 CLASIFICACIÓN ESTRATIGRÁFICA
FORMA POSICIÓN ESPACIAL
Un estrato es un cuerpo de tres dimensiones, y Para definirla hay que indicar la dirección y
su forma queda definida por el espesor, longitud buzamiento del estrato.
y anchura del estrato. En general la forma viene El rumbo o dirección, es el ángulo respecto al norte
condicionada por las superficies de geográfico, que forma la línea de intersección del
estratificación que lo delimitan, se esta manera estrato con un plano horizontal. Se mide con una
es importante definir la forma según las brújula.
superficies de estratificación y según su El buzamiento o la inclinación máxima, es el ángulo
terminación lateral. que forma el estrato con la horizontal, medido
perpendicularmente al rumbo. Se mide con un
clinómetro.
La dirección de buzamiento es el ángulo que forma
con el norte geográfico y la proyección sobre el
plano horizontal de una línea de máxima pendiente
del estrato. Este ángulo siempre se mide en el
sentido de las agujas del reloj a partir del norte,
con lo cual no es necesaria una notación de
coordenadas de geográficas.
3.3 COLUMNA ESTRATIGRÁFICA
Una columna estratigráfica es una herramienta
de estudio de la geología, que consiste en
establecer cómo es la estructura vertical de las
capas de rocas en un punto determinado, con
una escala desde unos pocos centímetros de
profundidad, hasta de incluso kilómetros.
Cuando se desea determinar dicha estructura
se suele recurrir a dos procedimientos: o bien
se aprovecha un corte vertical en el terreno
que deja ver las capas (como por ejemplo, un
acantilado, un plano de falla, o incluso la
acción del hombre, como pueda ser una
cantera, una mina, o incluso el desmonte
producido para permitir el paso de una
carretera), o bien se realiza una perforación del
suelo con la adquisición de testigos (un testigo
es un cilindro de roca de pocos centímetros de
grosor que se extrae del suelo mediante la
perforación con u tubo hueco).
3.3 COLUMNA ESTRATIGRÁFICA
Se utilice un método u otro, la construcción de la columna estratigráfica, también
llamada serie estratigráfica, tiene dos pasos fundamentales: identificar las distintas
capas, y determinar su edad, para establecer a qué período geológico pertenecen. La
identificación de las capas se realiza mediante el estudio de las facies. Las facies son
un conjunto de señales, estructuras, y restos fósiles (esto incluye, por ejemplo, la textura
de la roca, el color, la estructura de subcapas dentro de una capa, fósiles concretos,
etc). Cada capa tendrá unas facies específicas que la diferenciarán de las otras capas.
¿Cómo se determinan pues las capas? Pues cuando hay un cambio de facies en la
vertical, tanto en la parte superior de la capa (llamado techo), como en la parte inferior
de la capa (llamado muro).
Analizando las facies se determina qué capas hay en toda la columna que se esta
estudiando. Una vez diferenciadas, se recurre a otras técnicas para establecer su edad.
Lo más frecuente es emplear los fósiles, ya sean macrofósiles o microfósiles. Algunas
especies de organismos sólo han existido en períodos concretos de la historia geológica
de la Tierra. Como resultado, su presencia en una capa de roca inevitablemente indica
que esa capa ha de poseer una edad que la sitúa en el período en que ese organismo
existía. Este método es muy preciso.
3.3 COLUMNA ESTRATIGRÁFICA
En otras ocasiones se utilizan eventos especialmente significativos y bien identificados
de las geología de la Tierra, como por ejemplo la presencia de cenizas de una erupción
muy virulenta reconocida e identificada. Y otras muchas veces, y más cuando se
quieren medidas de edad mucho más precisas, se utiliza la información extraída por las
cadenas de isótopos radiactivos. No se va a profundizar en esto último, pero baste
saber que hay un conjunto de elementos químicos en la naturaleza que sufren procesos
de desintegración que los transforman en otros. Estos procesos ocurren a una velocidad
determinada y específica para cada elemento radiactivo, de forma que si se es capaz de
determinar la cantidad de elemento original y de elemento producto de la
desintegración, como se conoce las velocidad a la que el primero desaparece para
transformarse en el segundo, se puede saber el tiempo transcurrido desde su
deposición en el capa. Dentro de estas técnicas isotópicas se tiene la prueba del
carbono 14, la del Cesio-Rubidio, la del delta oxígeno 18, la del Uranio-torio, la del
neodimio... hay muchas, cada una útil para un intervalo de edades determinado.
3.3 COLUMNA ESTRATIGRÁFICA
Por tanto, una columna
estratigráfica es una
herramienta de estudio de
la estructura vertical de un
intervalo de la corteza, en
la que, mediante la
identificación de las facies,
se establecen las capas en
las que se subdivide dicho
intervalo, y mediante otras
técnicas se determina la
edad de formación de cada
una de ellas.
Las columnas estratigráficas son muy útiles porque permiten saber qué procesos
geológicos han ocurrido en un punto dado a lo largo de la historia geológica de la
Tierra.
3.4 TIEMPO RELATIVO Y ABSOLUTO
La edad del Universo se estima en El tiempo geológico puede ser absoluto o
15.000 millones de años (Ma) y la de la relativo; el primero se define por la
Tierra en sólo unos 4.470 Ma. Varios desintegración de elementos radiactivos,
isótopos tienen períodos de principalmente en rocas ígneas y a veces
desintegración comparables con la edad en sedimentarias o en fósiles, en tanto
del Universo. Por la concentración que el segundo se determina por la
relativa de los mismos, así como de los superposición relativa de las rocas
productos de su desintegración, al sedimentarias o por razonamientos
investigar las rocas terrestres y lunares y paleontológicos.
sustancias meteóricas del sistema solar,
se ha concluido sobre la edad del
planeta. La escala de tiempo geológico
sirve para ordenar y mostrar los
acontecimientos importantes, en la
evolución del Planeta.
3.4 TIEMPO RELATIVO Y ABSOLUTO
TIEMPO ABSOLUTO
El número de protones del átomo, el número atómico,
determina las propiedades químicas del elemento. Los átomos
varían desde el más simple, el hidrógeno con un sólo protón,
hasta el nobelio, que tiene 102. De los 102 elementos de la
tabla periódica, algunos emiten espontáneamente rayos
radiactivos, los cuales son principalmente de tres clases: alfa,
beta y gamma. Los rayos alfa son partículas equivalentes a los
núcleos de helio, los rayos beta son haces de electrones
disparados a gran velocidad y los rayos gamma son haces de
ondas electromagnéticas con longitudes de onda del orden de
10−8 a 10−9 centímetros.
Los núcleos de los átomos de los elementos radiactivos son inestables y se
descomponen espontáneamente emitiendo partículas alfa y beta y cambiando la
estructura nuclear del elemento para transformarse en otro elemento diferente. Por
ejemplo el U 238 emite rayos alfa y se transforma en el elemento Th234 : el uranio es el
elemento progenitor o parental y el que resulta es el descendiente.
3.4 TIEMPO RELATIVO Y ABSOLUTO
Pero el producto final de un elemento radiactivo ha de ser un descendiente
estéril que no emita más rayos, y en el caso del 𝑈 238 , el último descendiente es
el 𝑃𝑏206 . La emisión radiactiva va siempre acompañada de un desprendimiento
de calor: la cantidad de calor liberado en la desintegración del 𝑈 238 en 𝑃𝑏206 ,
es de 1,85 ∗ 10−12 calorías por átomo. Si se espera para que se desintegre un
gramo de uranio, en plomo el calor liberado equivale al que se obtiene de 800
kilogramos de carbón.
3.4 TIEMPO RELATIVO Y ABSOLUTO
Vida media de un elemento
La velocidad de desintegración espontánea varía enormemente de un elemento a otro y
se expresa por la magnitud del período de semi-desintegración o vida media del
elemento, que es el tiempo necesario para que se desintegre la mitad de los átomos
existentes al principio. Por ejemplo, si un elemento tiene t años de vida media, de 8
gramos iniciales, al cabo de t años se transformarán 4 gramos en el otro elemento y los
4 restantes tardarán t años para generar 2 gramos más del nuevo elemento. El radio,
uno de los descendientes del 𝑈 238, tiene un período t de 1622 años. Si se parte de 8
gramos, en 1622 años habrán quedado 4 gramos; al cabo de otros 1622 años
quedarán sólo 2 gramos, y así sucesivamente. Hasta donde los científicos han podido
comprobar, la velocidad de desintegración no se altera por la temperatura, la presión o
el estado de combinación química en que se encuentre el elemento, y el período de un
elemento radiactivo se considera como una constante y es una propiedad fundamental
del elemento.
3.4 TIEMPO RELATIVO Y ABSOLUTO
Métodos de datación.
Algunos elementos radiactivos como el 238 U tienen períodos de semi-desintegración
(vida media) de miles de millones de años, y, por contraste, otros elementos tienen
períodos extraordinariamente cortos: el décimo descendiente del 238 U, el 214 Po,
tiene un período de aproximadamente una millonésima de segundo. En consecuencia,
los elementos radiactivos de vida larga son la base de los relojes geológicos.
Las dataciones radioactivas se aplican según los siguientes procesos, para los cuales
se señala la vida media: