Informe de Corao Abra [PDF]

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GEOLOGIA ESTRUCTURAL-2017-II

INTRODUCCION Nuestro macizo rocoso está ubicada Distrito de Corao situada al noreste de la ciudad del CUZCO, tiene acceso vía terrestre, siguiendo la carretera CUSCO-PISAC la zona de estudio está definida por la formación Kayra (lutitas y areniscas). En nuestro segmento de corte realizamos que fueron 2 realizamos mediciones , la primera de 30 metros y la segunda con la misma medida, donde pudimos identificar fallas diaclasas sacando rumbos y buzamientos.

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CAPITULO I ASPECTOS GENERALES 1.1

Ubicación.

1.1.1 Ubicación Política: Región

Cusco

Provincia

Calca

Distrito

Corao

Comunidad

Abra Corao

1.2. Accesibilidad La zona de estudio situada al noreste de la ciudad del CUZCO, tiene acceso vía terrestre, siguiendo la carretera CUSCO-PISAC aproximadamente a una hora, tomando como referencia la plaza de armas del Cusco.

1.3. Objetivos Generales 1.

Reconocer las estructuras primarias y secundarias.

1.3.2 Objetivos Específicos 1.

Determinar la litología.

2.

Reconocer estructuras primarias.

3.

Reconocer las estructuras secundarias.

1.4Justificacion El análisis de una macizo rocoso es muy necesario en trabajos de ingeniería como estabilidad de taludes, construcción de muros y anclajes, excavaciones a cielo abierto, excavaciones subterráneas, túneles, obtención de materiales de construcción, mejora geotécnica de terrenos control de filtraciones y drenajes.

1.5 Hipótesis: 1. Este macizo rocoso presenta lutitas, areniscas cuarzosas, lo cual sería un indicativo de pertenecer a la formación Kayra.

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2. Teniendo una vista preliminar del macizo rocoso se puede observar que la dirección de buzamiento son orientadas en su mayoría EW. 3. El macizo rocoso presenta una predominancia con fallas normales los que nos indica este macizo rocoso es dominado por esfuerzos de distención.

CAPITULO II: MATERIALES Y METODOS 2.1 METODOLOGÍA DE CAMPO 1. Preparación de pre-campo (gabinete) Antes de la salida a campo se realizó avance de curso y una revisión bibliográfica de la zona de trabajo.

2. Salida a la zona de trabajo y estudio con el docente. Con ayuda del docente y con sus interpretaciones en campo se empezó a seguir lo siguiente para levantar el perfil estructural.

3. Medición de nuestros 30m. Es la medida tomada desde un punto de inicio con ayuda de la wincha hasta llegar a los treinta metros siendo esta nuestro segmento de corte A-A’

4. Marcación de progresivas. Es la separación de nuestros 30m en 6 segmentos iguales separadas por un 5m cada progresiva

5. Toma de datos de nuestro perfil. Consiste en determinar la ubicación de nuestras fallas, tipo de falla sus rumbos y buzamientos y la identificación de litologías

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FASES METODOLOGICAS: METODOLOGÍA DE GABINETE METODOLOGIA RECURSOS Humanos: Tipo de investigación técnica: 1 ingeniero geólogo, 02 estudiantes de ingeniería geología Básica y Aplicada Materiales y Equipo: Técnicas: Brújula, picota, GPS, wincha, protactor, cuaderno de campo, tableros, lápices,  Recopilación e investigación escalimetro, mapas, laptop, impresora, flexometro, casco, etc.  Análisis de nuestro cuaderno de campo PRESUPUESTO  Recopilación de información, estructuras, litología, PARTIDA MONTO (soles S./ ) macizo rocoso.  Elaboración de mapas Viático y alimentación. 30.00 Compra de instrumentos 30.00 Imprevistos 20.00 Trasporte 60.00 TOTAL 150.00 FACES Y ACTIVIDADES GABINETE 1 CAMPO 1 GABINETE 2 CAMPO 2

Martes 02/01/18

sábado 04/01/18

X

X

Sábado 06/01/18

CRONOGRAMA Lunes Martes 08/01/18 13/01/18

domingo 15/01/17

Martes 17/01/17

X X x

GABINETE 3

X X

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2.2 Materiales, Equipos y Herramientas 2.2.1 materiales de gabinete 1.

Información bibliográfica.

2.

Planos.

3.

Hojas.

4.

Cuaderno de campo.

5.

Lápiz.

6.

Plumones.

7.

Colores.

8.

Escalímetro.

9.

Protector.

2.2.2 Materiales de Campo 10.

Mapas topográficas

11.

Imagen satelital

12.

Mapa geológico

13.

Protactor

14.

Colores

15.

Tablero

16.

Escalimetro

17.

Tiza de colores

2.2.4 Equipos de Gabinete

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1.

Computadora

2.

Impresora

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2.2.3 Equipos de Campo 5.

GPS

6.

Brújula

7.

Wincha

8.

Flexometro

9.

Picota

10.

Escalimetro

11.

Poncho de agua

12.

Casco

13.

Chaleco

14.

Libreta de campo

15.

Cámara

CAPITULO III 3.1 Marco Teórico FUERZA Y ESFUERZO La fuerza es lo que tiende a poner en movimiento los objetos estacionarios o a modificar los movimientos de los cuerpos que se mueven. De la experiencia cotidiana sabemos que si una puerta está atascada (estacionaria), aplicamos fuerza para abrirla (ponerla en movimiento). Para describir las fuerzas que deforman las rocas, los geólogos estructurales utilizan el término esfuerzo, que es la cantidad de fuerza aplicada sobre un área determinada. La magnitud del esfuerzo no es simplemente una función de la cantidad de fuerza aplicada, sino que también está relacionada con el área sobre la que la fuerza actúa. Por ejemplo, si una persona anda descalza sobre una superficie dura, la fuerza (peso) de

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su cuerpo se distribuye por todo el pie, de modo que el esfuerzo que actúa en cualquier punto de su pie es pequeño. Sin embargo, si esa persona pisa una pequeña roca puntiaguda, la concentración de esfuerzos en un punto de su pie será elevada. Por tanto, puede pensarse en el esfuerzo como una medida de cuán concentrada está la fuerza. Como vimos en el Capítulo 8, el esfuerzo puede aplicarse de manera uniforme en todas las direcciones (presión de confinamiento) o de manera no uniforme (esfuerzo diferencial). (1) TIPOS DE ESFUERZO Cuando se aplica un esfuerzo en direcciones diferentes, se denomina esfuerzo diferencial. El esfuerzo diferencial que acorta un cuerpo rocoso se conoce como esfuerzo compresivo (con _ junto; primero _ presionar). Los esfuerzos compresivos asociados con las colisiones de las placas tienden a acortar y engrosar la corteza terrestre plegándose, fluyendo o fracturándose (1)

. (Figura 01) 1.

Estratos no deformados (cuerpo rocoso).

((Figura 02)

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2.

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El esfuerzo conpresional horizontal hace que las rocas se acorten horizontalmente y se engrosen verticalmente.

(Figura 03) 3.

El esfuerzo tensional horizontal hace que las rocas se alarguen horizontalmente y

se adelgacen verticalmente.

(Figura 04) 4.

D. El esfuerzo de cizalla provoca desplazamientos a lo largo de las zonas de falla

o por el flujo dúctil. DIRECCION Y BUZAMIENTO Los geólogos utilizan dos medidas denominadas dirección (rumbo) y buzamiento (inclinación) para ayudar a determinar la orientación de un estrato rocoso o de una superficie de falla. Conociendo la dirección y el buzamiento de las rocas en la superficie, los geólogos pueden predecir la naturaleza y la estructura de las unidades rocosas y las fallas que están ocultas debajo de la superficie fuera del alcance de nuestra vista.

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La dirección es el 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, (N 10° E) significa que la línea de dirección se dirige 10° al este desde el norte. La dirección del estrato ilustrado en la Figura 2 es de aproximadamente norte 75° este (N 75° E). El buzamiento es el 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 está inclinada. En la Figura 10.5, el ángulo de buzamiento del estrato rocoso es de 30°. Una buena manera 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. En el campo, los geólogos miden la dirección (rumbo) y el buzamiento (inclinación) de las rocas sedimentarias en tantos afloramientos como sea conveniente. Esos Datos se representan luego en un mapa topográfico o en una fotografía aérea junto con una descripción codificada por colores de la roca. A partir de la orientación de los estratos, puede establecerse la orientación y la forma supuestas de la estructura, Utilizando esta información, el geólogo puede reconstruir las estructuras previas a la erosión y empezar a interpretar la historia geológica de la región. (2)

(Figura 05) Dirección y buzamiento de un estrato rocoso.

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FALLAS: Las fallas son fracturas en la corteza a lo largo de las cuales ha tenido lugar un desplazamiento apreciable. A veces, pueden reconocerse pequeñas fallas en los taludes de las carreteras, observándose estratos sedimentarios desplazados unos pocos metros. Las fallas de esta escala normalmente aparecen como pequeñas rupturas aisladas. Por el contrario, las grandes fallas, como la de San Andrés en California, tienen desplazamientos de centenares de kilómetros y consisten en muchas superficies falladas interconectadas. Estas zonas de falla pueden tener una anchura de varios kilómetros y a menudo son más fáciles de identificar a partir de fotografías aéreas que a nivel del suelo. Los movimientos súbitos a lo largo de las fallas son la causa de la mayoría de los terremotos. Sin embargo, la gran mayoría de las fallas son inactivas y, por tanto, restos de una deformación antigua. A lo largo de las fallas, las rocas suelen romperse y pulverizarse conforme los bloques de corteza situados en los lados opuestos de una falla se rozan unos con otros. El material arcilloso débilmente coherente que resulta de esta actividad se denomina salbanda de falla. En algunas superficies de falla, las rocas acaban muy pulidas y estriadas, o con surcos, a medida que los bloques de corteza se deslizan unos con respecto a otros. Estas superficies pulidas y estriadas, denominadas espejos de falla, proporcionan a los geólogos pruebas de la dirección del desplazamiento más reciente a lo largo de la falla. Los geólogos clasifican las fallas por sus movimientos relativos, que pueden ser predominantemente horizontales, verticales u oblicuos. (2)

(Figura 06)

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Fallas normales Las fallas normales se producen en áreas donde las rocas se están separando (fuerza tractiva), de manera que la corteza rocosa de un área específica es capaz de ocupar más espacio. Las rocas de un lado de la falla normal se hunden con respecto a las rocas del otro lado de la falla. Las fallas normales no crean salientes rocosos. En una falla normal es posible que se pueda caminar sobre un área expuesta de la falla.

(Figura 07) Fallas inversas Las fallas inversas ocurren en áreas donde las rocas se comprimen unas contra otras (fuerzas de compresión), de manera que la corteza rocosa de un área ocupe menos espacio. La roca de un lado de la falla asciende con respecto a la roca del otro lado. En una falla inversa, el área expuesta de la falla es frecuentemente un saliente. De manera que no se puede caminar sobre ella. Fallas de empuje son un tipo especial de falla inversa. Ocurren cuando el ángulo de la falla es muy pequeño.

(Figura 08)

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FALLA DE TRANSFORMACIÓN (DE DESGARRE) El movimiento a lo largo de la grieta de la falla es horizontal, el bloque de roca a un lado de la falla se mueve en una dirección mientras que el bloque de roca del lado opuesto de la falla se mueve en dirección opuesta. Las fallas de desgarre no dan origen a precipicios o fallas escarpadas porque los bloques de roca no se mueven hacia arriba o abajo en relación al otro. (3)

(Figura 09)

Una falla geológica es una discontinuidad de la corteza terrestre que ocurre de formar natural por la propagación de una fractura en una estructura de roca de la corteza terrestre por la aplicación de una energía cinética en dicho cuerpo, generalmente proveniente del calor generado en el núcleo de la tierra o por el enfriamiento y calentamiento de la litosfera por su interacción con la energía proveniente del sol. En términos generales, a mayor calor el comportamiento de la litosfera será plástica, mientras que a mayor enfriamiento se favorece la formación de fracturas. (3) DIACLASA Es una fractura en las rocas que no va acompañada de deslizamiento de los bloques que determina, no siendo el desplazamiento más que una mínima separación transversal. Se distinguen así de las fallas, fracturas en las que sí hay deslizamiento de los bloques. Son estructuras muy abundantes. Son deformaciones frágiles de las rocas. (2) Entre las estructuras más comunes se cuentan diaclasas. A diferencia de las fallas, las diaclasas son fracturas a lo largo de las cuales no se ha producido desplazamiento apreciable. Aunque algunas diaclasas tienen una orientación aleatoria, la mayoría se produce en grupos aproximadamente paralelos. Ya hemos considerado dos tipos de diaclasas. Antes vimos que las diaclasas columnares se forman cuando las rocas ígneas se enfrían y se desarrollan fracturas de retracción que

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producen columnas alargadas en forma de pilares. También recordemos que el alejamiento produce un modelo de diaclasas suavemente curvadas que se desarrollan más o menos en paralelo a la superficie de los grandes cuerpos ígneos, como los batolitos. En estos casos, la formación de diaclasas es consecuencia de la expansión gradual que se produce cuando la erosión elimina la carga suprayacente. En contraste con las situaciones que acabamos de describir, la mayoría de las diaclasas se produce cuando se deforman las rocas de la corteza más externa. En estas zonas, los esfuerzos tensionales y de cizalla asociados con los movimientos de la corteza hacen que las rocas se rompan frágilmente. Por ejemplo, cuando se produce plegamiento, las rocas situadas en los ejes de los pliegues se estiran y se separan creándose diaclasas tensionales. También pueden desarrollarse gran cantidad de diaclasas en respuesta a levantamientos y hundimientos regionales de la corteza relativamente sutiles y, a menudo, apenas perceptibles. En muchos casos, la causa de formación de diaclasas en una zona particular no es fácil de apreciar. Muchas rocas están rotas por dos o incluso tres tipos de diaclasas que se intersectan, lo que fragmenta las rocas en numerosos bloques de formas regulares. Estos conjuntos de diaclasas ejercen a menudo una fuerte influencia sobre otros procesos geológicos. Por ejemplo, la meteorización química tiende a concentrarse a lo largo de diaclasas y, en muchas áreas, el movimiento del agua subterránea y, por tanto, la disolución de las rocas solubles están controlados por el modelo de las diaclasas (Figura GEOEST-23). Además, un sistema de diaclasas puede influir en la dirección que siguen los cursos de las corrientes de agua. (4) A diferencia de las fallas, las diaclasas no muestran a ojo desnudo desplazamientos paralelos al plano de fractura. • Por ello, son fracturas sin estrías. • Pueden presentar, a ojo desnudo, evidencias de desplazamientos de apertura. • Son denominadas joint (unen partes de una masa rocosa). Se han traducido como juntas. • Se incluyen en Geología Estructural si bien no todas son de origen tectónico, ni estructuras secundarias. Y no sistemáticas. Las diaclasas (joint) pueden estar cerradas o abiertas.

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• (Figura 10) Las diaclasas abiertas, en cuyo caso se denominan grietas o fisuras (cracks, fissures). Éstas pueden ser vacías o rellenas. • Las fisuras abiertas pueden almacenar agua y ser un factor de control en la circulación Subterránea de ese fluido. • Las aguas circulantes pueden estar enriquecidas con minerales disueltosy ser químicamente activas. (3) HORST Un bloque elevado limitado por dos fallas normales de buzamiento contrario es un horst o meseta tectónica. (0)

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(Figura 11) GRABEN Un bloque hundido limitado por dos fallas normales buzando la una hacia la otra es un graben. (0)

(Figura 12)

ORIENTACIÓN La orientación espacial de una discontinuidad se describe por el rumbo y el buzamiento de la misma. Por lo general los macizos rocosos presentan familias de discontinuidad o sistemas de discontinuidad. El primer término se refiere a un conjunto de diaclasas paralelas, el segundo tiene que ver con agrupaciones típicas de diaclasas cada una de las cuales por lo general presenta la misma historia de esfuerzos. Esta característica controla la posibilidad de que se presente condiciones favorables o desfavorables de estabilidad, según la manera como influya la redistribución de esfuerzos en los planos de discontinuidad. (0) ESPACIAMIENTO Este término se refiere a la separación media entre discontinuidades adyacentes y controla el tamaño de bloques individuales de material rocoso. Cuando el espaciamiento es muy denso tiende a presentarse condiciones de baja cohesión de masa, mientras que si es amplio la condición de entrabamiento de bloques es por lo general favorable. (0)

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(Figura 13) Se ilustran 3 juegos de diaclasas y el espaciamiento, sobre la forma, tamaño y posición espacial de las discontinuidades.

PERSISTENCIA Este factor de muy difícil medición, está relacionado con el grado de continuidad de las diaclasas; en promedio determina la extensión para la cual el material rocoso y la diaclasa afectan separadamente las propiedades mecánicas de la masa. La resistencia al corte en este caso depende de la combinación de la resistencia inherente al corte de los puentes de roca intacta y aquella que se pueda desplazar a lo largo de la discontinuidad. Para la medida de continuidad se recomienda medir la longitud de la discontinuidad, hasta su interrupción en el caso que sea visible, tanto a lo largo del buzamiento como a lo largo de la dirección de capa (0)

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(Figura 14) Esquemas y bloques que permiten visualizar la persistencia relativa de varias familias de diaclasas.

Aberturas, RellenosLas diaclasas pueden estar completamente cerradas o presentar diferentes grados de abertura y en los espacios abiertos generalmente se aloja material extraño que afecta de manera variable la resistencia al corte a lo largo de una discontinuidad.(0)

(Figura 15)

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Ilustración de diaclasas cerradas o abiertas, con o sin relleno Roca Agregado natural de partículas de uno o más minerales, con fuerte unión cohesiva permanente, que constituyen masas geológicamente independientes y cartografiables. (5) Suelo Agregado natural de partículas minerales granulares y cohesivas, separables por medios mecánicos de baja energía o por agitación en agua. (5) Macizo rocoso Conjunto de matriz rocosa y discontinuidades. Presenta carácter heterogéneo, comportamiento discontinuo y normalmente anisótropo, consecuencia de la naturaleza, frecuencia y orientación de los planos de discontinuidad, que condicionan su comportamiento geomecánico e hidráulico. (5) Matriz rocosa = Roca matriz = Roca intacta Material rocoso sin discontinuidades, o bloques de roca entre discontinuidades. (Se caracteriza por su densidad, deformabilidad y resistencia; por su localización geográfica; y por su litología, ya sea ésta única o variada). (5) Discontinuidad Cualquier plano de origen mecánico o sedimentario en un macizo rocoso, con una resistencia a la tracción nula o muy baja. (Genera comportamiento no continuo de la matriz rocosa, y normalmente anisótropo) (5)

Cuadro 1 de espaciamiento

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Cuadro 2 se presenta un resumen de la resistencia de las rocas en estado fresco meteorización incipiente

Cuadro 3 - Tipos de rellenos y comportamiento.

3.2 MARCO CONCEPTUAL GRUPO SAN JERÓNIMO (Córdova, 1986) Una potente serie roja de origen continental de más de 6000 m de espesor conocida como Grupo San Jerónimo (Córdova, 1986), aflora ampliamente en la región de Cusco y Sicuani. El Grupo San Jerónimo originalmente ha sido dividido en tres formaciones (Córdova, 1986): Kayra (3000 m), Soncco (1600 m) y Punacancha (1700 m). Actualmente solo las formaciones Kayra y Soncco se han redefinido como parte del Grupo San Jerónimo (Carlotto et al., 1997b; Carlotto, 1998-2002; Carlotto et al., 2005) que sobreyace en discordancia erosional a las formaciones Quilque y Chilca (Foto 23). Las formaciones Kayra y Soncco forman un conjunto (Foto 26) que está principalmente constituido por areniscas feldespáticas intercaladas con limolitas y algunos bancos de

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conglomerados, todos de origen fluvial y de edad eocena inferioroligocena inferior (Carlotto, 1998, 2002, 2006a). FORMACION KAYRA: Eoceno inferior (Córdova, 1986; Carlotto, 1998) Definición y relaciones estratigráficas. La Formación Kayra (Córdova, 1986) aflora ampliamente al sur de la ciudad del Cusco,donde forma parte del sinclinal de Anahuarqui y anticlinal de Puquín,al oeste. Igualmente lo hace en el sinclinal de Ancaschaca, en Yaurisque-Paruro, en el sinclinal de San Lorenzo y en el sector de Cusibamba-Sanka. Litología y ambiente de sedimentación. Está esencialmente constituida por areniscas feldespáticas, intercaladas con niveles de lutitas rojas (Foto 27). Este conjunto se desarrolló en un medio fluvial entrelazado y llanura de inundación. La parte media-superior es más gruesa y está compuesta por areniscas y microconglomerados con clastos volcánicos y cuarcíticos de un medio fluvial altamente entrelazado. Hacia el sur las facies se hacen más gruesas y aparecen los conglomerados. La formación acaba con facies areno-pelíticas de llanura de inundación y canales divagantes. Las paleocorrientes indican que los aportes proceden del sur y suroeste. El espesor de esta unidad varía entre 2000 y 3000 m. Edad. Estudios anteriores habían considerado a las Capas Rojas del Grupo San Jerónimo como de edad cretácica superior-terciaria (Marocco, 1978; Córdova, 1986). Estudios recientes (Carlotto et al., 1995a; Carlotto, 1998, 2002, 2006a) han mostrado que el Grupo San Jerónimo reposa sobre secuencias datadas paleontológicamente como del PaleocenoEoceno inferior? (Formación Chilca). Nuevas edades trazas de fisión FT en apatitos de la base de la Formación Kayra indican una edad de 52.6 ± 8.7 Ma (Eoceno basal) hasta 43 a 42 Ma (Tablas 6 y 7). En consecuencia, la edad de la Formación Kayra es eocena inferior.

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CAPITULO IV: DESARROLLO 4.1 CLIMA DEL LUGAR: En el área de estudios apreciamos un clima nublado, por la tarde comenzaron a correr olas de vientos disminuyendo mucha la temperatura. 4.2) GEOLOGIA DE MI PROPIO ESTUDIO:

Foto N01 Salida a la zona de estudio con el ingeniero

Foto N02 Midiendo el espesor de los estratos.

Foto N03. Determinación del tipo de litología.

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FOTO N04 Medición de rumbo y buzamiento

FOTO N05 Vista del primer levantamiento de perfil

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Datos de rumbo y Buzamientos de ambas perfiles

Datos del perfil número N01 N. de Falla

Progresiva(m)

Rumbo

Buzamiento

1

00+1.3

N25

57SE

2

00+4

N11

66SE

3

00+5.6

N9

88SE

4

00+14.5

N13

57SE

5

00+16.5

N170

78SW

6

00+24.8

N80

75SW

7

00+27

N36

72SE

Datos del perfil número N02 N. de Falla

Progresiva(m)

Rumbo

Buzamiento

1 00+0

N50

51SW

2 00+14

N358

85NE

3 00+18

N332

35SW

4 00+20

N345

80SW

5 00+22

N25

95NW

CONCLUSIONES

1.

La litología existente en nuestro macizo rocoso está dado por areniscas cuarzosas (de colores claros y oscuros), Lutita, material cuaternario; los que nos indica que pertenece a la formación Kayra.

2.

Se observó claramente la presencia de fallas normales, inversas por la presencia de estrías, las cuales nos indican un desplazamiento en el plano de falla, pudiendo diferenciarlas de la diaclasa que no presentan desplazamiento.

3.

Diferenciamos en campo las estructuras primarias y secundarias y se pudo interpretar y mejor manera.

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BIBLIOGRAFIA: 4.

Gemma Soriano GEODINÁMICA

5.

http://es.wikipedia.org/wiki/Falla

6.

http://www.windows2universe.org/earth/geology/fault.html&lang=sp

7.

http://www.artinaid.com/2013/04/falla-geologica/ http://es.wikipedia.org/wiki/Diaclasa

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Anexos

Alimentándonos para seguir trabajando en campo.

Trasladando los trapos rojos indicativos para precaución de los conductores en la zona.

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