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Academic Year/course: 2021/22

296 - Degree in Geology

26430 - Structural Analysis: Techniques and Applications

Syllabus Information

Academic Year:

2021/22

Subject:

26430 - Structural Analysis: Techniques and Applications

Faculty / School:

100 - Facultad de Ciencias

Degree:

296 - Degree in Geology

ECTS:

5.0

Year:

Semester:

First semester

Subject Type:

Optional

Module:

---

1. General information

1.1. Aims of the course

Structural Analysis is a branch of Structural Geology concerning detail study of deformation mechanisms in rocks, characterizing geometry and kinematics of deformation structures, and reconstruction of stress systems linked to them. This course focusses on using the main methods of observation, processing and analysing structural information at micro- and mesoscale, and applying their results to regional tectonics, resource prospection or engineering geology.

The expected results of the course respond to the following general aims

The general goals of the subject are brought up at three levels:

(a) Learning of conceptual and methodological aspects through theoretical and practical clases (deductive learning)

(b) Practical use of techniques for analytical treatment and plotting of structural data.

(c) Development of research capabilities using empiric methodologies, from field-data collection to final interpretation.

1.2. Context and importance of this course in the degree

Structural Analysis makes a part of section ‘Applied Geology’ within the Geology Degree. It deals with geometrical, kinematical and dynamical aspects of deformation, and it is therefore related to the following disciplines:

Based on concepts and techniques of ‘Structural Geology’ (2nd year), and ‘Geological Mapping’ and ‘Geophysics and Global Tectonics’ (3rd year).
Linked and coordinated with ‘Geotechnics and Geophysical Prospection’, ‘Tectonics’ and ‘Engineering Geology’ (4th year).

1.3. Recommendations to take this course

This course requires development of capabilities of observation, spatial visualization, representation and graphical analysis of the tectonic structures, as well as their evolutionary reconstruction (4D logic). It values comprehension and reasoning capabilities more than learning by rote. It is recommended: (i) to attend every theoretical and practical session and to take an active participation in them; (ii) to have passed a previous, basic course on Structural Geology; (iii) knowledge of basic Spanish and English.

2. Learning goals

2.1. Competences

After completing the course, the student will be competent in the following skills:

1) Identify the different types of tectonic structures at different scales, know their morphological and genetical classifications.

2) Make observations and collect field data on tectonic structures at different scales (mapping, outcrop sketches, compass measurements...).

3) Apply the main techniques for representing and analyzing tectonic structures from the geometrical, kinematical and dynamical point of view.

4) Interpret genetic mechanisms of tectonic structures, their kinematical evolution and their chronological relationships.

5) Interpret local stress systems linked to development of brittle structures, and reconstruct regional stress fields.

6) Apply the results of structural analysis to tectonic interpretations.

7) Use the hypothetical-deductive method as a research method, and make a critical reflection on the processes of acquisition and transfer of knowledge.

8) Learn to be critical with scientific information in Spanish and English, and be able to express clearly scientific results. Be able to work alone and in a group.

2.2. Learning goals

The student, in order to pass the course, will have to show her/his competence in the following skills:

1) Knowledge on terms, mechanisms, geometry, kinematics and dynamics of tectonic deformations from microscopic to map scale.

2) Using common techniques of field observation and data collecting of tectonic structures; in particular, measuring of orientations using a compass.

3) Using representation techniques (maps, cross sections, field sketches, stereographic projection).

4) Using the main methods of geometrical, kinematical and dynamical analysis of continuous and discontinuous structures.

5) Knowledge on criteria for applying the results of structural analysis to regional tectonic interpretation and to economic geology (resource prospection, engineering geology).

6) Developing capabilities for scientific work: to select and process critically bibliographic information in Spanish and English; to communicate efficiently scientific contents, both oral and writen (in Spanish and, at a basic level, in English); to work alone and within a group.

2.3. Importance of learning goals

Structural Geology is an essential piece within the framework of Earth Sciences. After learning basic concepts and methods of Structural Geology in 2nd year, ‘Structural Analysis’ allows advanced development of work techniques at micro- and mesoscale and their applications. It involves training in detail observation and rigurous interpretation, as well as stablishing relationships with sedimentary, magmatic, metamorphic, geomorfologic or hidrologic processes, which is useful for both a general geologist and a specialist.

Structural Analysis has important applications. Tectonics determines development of sedimentary basins, distribution of ore and energetic resources, mechanical features of industrial rocks, or geomechanics of rock massifs, and hence their stability. Knowledge of behaviour of active faults is critical for assessing seismic hazard. Other natural disasters, as those related to slope instability or karstic subsidence, are also related to mechanical properties of rocks and kinematics of deformation processes.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student will prove that he/she has achieved the expected learning results by means of the following assessment tasks:

(a) Continuous assessment

(modality of evaluation for the students who attended the normal development of the subject)

a.1) Question papers. Within the context of a problem-based-learning methodology, each week the students will have to answer to question papers dealing with: (i) how to address each problem; (ii) conceptual and methodological aspects (some of them in English). The results will be discussed in the classroom. Evaluation of skills 1, 2, 3 and 4.

a.2) Report of practical work and oral presentation. Following a learning methodology based on the study of cases, the student keeps a logbook of the work carried out by means of a hypothetical-deductive method. The hypotheses and their contrasting process are collected, highlighting the role played by structural analysis. The final report includes the results obtained in the two field days, linked respectively to the study of cases 1 and 3. On returning from Christmas holidays, this logbook is handed out, and its contents are the subject of a brief oral presentation shared by all the students in a seminar session. Learning outcomes 2, 3, 4, 5 and 6 are assessed.

a.3) Partial writen exercises. By weeks 4th, 8th and 13th, three partial writen examinations on each part of the course will take place, including questions and short practical exercises (some of them in English). Students will be allowed to look at any handbook, paper or notebook. Evaluation of skills 1, 4, 5 and 6.

a.4) Final written exercise. A practical exercise will be carried out during the final assessment period, consisting of (i) questions and short practical exercises on the three parts of the course (some of them in English), for those studients that had not pass partial writen exercises, (ii) open questions about a case study, using bibliographic information (Spanish and English) and field data. Students will be allowed to look at any handbook, paper or notebook. Evaluation of skills 1, 4, 5 y 6.

(b) Global test of evaluation

(modality of evaluation for the students who did no attend the subject, or students who, still being it done, wish to take refuge in their right to a global evaluation)

b.1) Global written exercise. Similar to the final written exercise carried out during the final assessment period (parts i and ii). Evaluation of skills 1, 4, 5 y 6.

b.2) Practical exercise,similar to those made on practical sessions during the course. Evaluation of skills 3, 4 and 5.

b.3) Practical exercise on a real case from field information (photographs, small samples, orientation of structural elements…), including analysis and interpretation, abstract (in English) and a brief oral exposition. Evaluation of skills 2, 3, 4, 5 y 6.

Assessment criteria

(a) Assessment criteria in the continuous assessment modality

(a.1) For passing the course, the student must:

1) Submit regularly anwers to question papers (at least 10 of them).

2) Attend both field trips and submit the corresponding notebook.

3) Submit the report of practical work (logbook), including the results of field work, and achieve an oral presentation summarizing its content.

4) Obtain a grade equal or higher than 65% in either each of the three partial writen exercises, or in part (i) of the final written exercise.

6) Obtain a grade equal or higher than 50% in part (ii) of the final written exercise.

(a.2) Evaluation of skills:

- Answers to question papers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 %

- Report of practical exercises (logbook)...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 %

- Field note-book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 %

- Oral exposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 %

- Partial writen exercises (or final written exercise, part i) (8+12+15%) . . . 35 %

- Final written exercise, part ii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 %

(b) Criteria in the global evaluation modality

(b.1) For passing the course, the student must:

1) Obtain a grade equal or higher than 65% in part (i) of the global written exercise (b.1).

2) Obtain a grade equal or higher than 50% in part (ii) of the global written exercise (b.1).

3) Obtain a grade equal or higher than 50% in practical exercises (parts b.2 and b.3) within the global assessment examination.

(b.2) Evaluation of skills:

- Part (i) of the global written exercise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 %

- Part (ii) of the global written exercise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 %

- Practical exercise (part b.2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 %

- Practical exercise from field information and oral exposition (b.3) . . . . . . 20 %

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The programme of the course is not the target, but a framework for developing personal work of students. These will have got class-notes given by the professor as the basis for their personal learning, together with bibliographic references. In this way, time devoted to theoretical lectures will be reduced to a minimum, in benefit of collective discussion on practical exercises, problems and case studies.

Laboratory sessions will be mainly devoted to analysis of the most common tectonic structures. Fieldwork will focus on the recognition of the studied structures, collection of detailed observations and orientation measurements on them. The obtained data will be represented on the student's notebook by means of tectonic schemes and cross-sections.

Tutorials will be considered another academic activity where the student will be free to: (i) ask any doubt related with the subject, including question papers; (ii) receive orientation about information sources; (iii) ask for guidelines about personal work and report elaboration.

4.2. Learning tasks

This course is organized as follows:

Lectures (2 ECTS) and Seminars (0.3 ECTS). Learning conceptual bases on macro-, meso- and microscale tectonic structures. Advanced methods of geometrical, kinematical and dynamical analysis.
Practice sessions. Using advanced methods of representation and analysis of meso- and microscale structures.
- Practical sessions (0,525 ECTS; 3 sessions of 1 h 45’).
- Laboratory sessions (0,35 ECTS; 2 sessions of 1 h 45’).
- Computer sessions (0,525 ECTS; 3 sessions of 1 h 45’).
Fieldwork and Seminar of discussion. Practical work on application of structural analysis.
- Field work (1,2 ECTS; 2 days x 6 h).
- Seminar of discussion (0,1 ECTS; 1 session of 1 h).

Teaching and assessment activities will be carried out on site for as long and as much as possible. This scenario could change if safety regulations related to the covid19 crisis recommended online activities.

4.3. Syllabus

This course will address the following topics:

I. Lectures

First part: Continuous deformation and tectonic fabrics

1. Stress, deformation and rheological behaviour of rocks. Concepts on deformation and stress. Stress-strain relationships.
2. Homogeneous deformation in two dimensions. Numerical parameters of deformation. The strain ellipse. Approach to quantitative analysis.
3. Homogeneous simple shear in two dimensions. Analysis from active and passive markers. Progressive deformation.
4. Homogeneous deformation in three dimensions. The strain ellipsoid. Preferred orientations of planes and lines produced by deformation. Planar and linear fabrics related to the strain ellipsoid.
5. Tectonic fabrics: classifications and genetic mechanisms. Continuous and discontinuous cleavage. Deformation mechanisms at texture-scale and lattice-scale.
6. Analysis os simple shear zones. Geometric and kinematic features. Analysis from passive markers and internal fabrics.

Second part: Fold analysis

7. Geometrical analysis of folds. Geometric elements; determination of fold axis and axial plane. Geometrical clasifications of folds.
8. Kinematical analysis of folds (I). Kinematical clasifications of folds. Buckling folds. Internal strain in buckled beds: limb and hinge-zone deformation.
9. Kinematical analysis of folds (II). Bending folds. Accommodation folds associated to thrusts and normal faults. Kink folds.
10. Kinematical analysis of folds (III). Folds developed by buckling and homogeneous strain (flattening). Basic analysis in monophase cases. Quantification of homogeneous strain. Interpretation of fold mechanisms from internal strain.
11. Analysis of poliphase folding. Fold superposition models by Ramsay (passive folding). Analysis of superposed cleavages and lineations. Buckle fold superposition.

Third part: Discontinuous deformation and palaeostress analysis

12. Stress analysis in two dimensions. Stress vectors and stress tensors in two dimensionses. The stress ellipse. The Mohr circle.
13. Mechanics of rock fractures (I). Shear fractures: the Mohr-Coulomb criterion. Tensile fractures: the Griffith theory.
14. Mechanics of rock fractures (II). Influence of pore pressure. Slip on previous discontinuities.
15. Stylolitic joints and veins. General criteria for analysing discontinuous structures.. Geometrical, kinematical and dynamical analysis of stylolitic joints and veins.
16. Fault analysis (I): geometry and kinematics. Geometrical and kinematical description and classification of faults. Determining orientation, sense and magnitude of fault displacements. Fault rocks.
17. Fault analysis (II): dynamics. Basic concepts of stress in three dimensions. Dynamic analysis: Anderson’s model of conjugate faults. Palaeostress analysis from randomly oriented fault populations: deviatoric stress tensors.
18. Analysis of joints. Geometry: orientation, size, spacing. Fractography: plumose marks and associated microstructures. Joint interaction and relative chronology of joint sets. Dynamical interpretation.
19. Reconstruction of stress fields. Lithostatic stresses. Tectonic stress fields. Stress perturbations at fault tips and fault relay zones.
20. Analysis of semibrittle shear zones. Riedel’s model: R and R’ fractures. Other secondary structures and their relationship with the strain and stress ellipsoids. Progresive deformation in semibrittle shear zones.

II. Practice sessions: Cabinet (G), Lab (L) and Computer (O)

II.A) Resolution od issues (G)
16 short exercises to do in class or at home. Interspersed and directly linked with the successive themes of theory.

II.B) Case study following the hypothetical-deductive method
1. Geometric and kinematic analysis of flexural folds (linked to field day 1).
2. Geometric and kinematic analysis of bending and buckling folds.
3. Analysis of discontinuous structures: faults and joints (linked to the 2nd field day).
4. Kinematic analysis of thrusts.

III. Fieldwork

1st DAY: Geometric and kinmeatic study of superposed flexural folds in Aliaga (Teruel). Field survey on folds and associated ductile mesostructures in the Paleozoic of Montalbán.
2nd DAY: Field survey on faults and joints in Miocene units of the Ebro Basin (Tudela-Fustiñana, Navarra).

4.4. Course planning and calendar

The course includes 5 ECTS, equivalent to classroom sessions totalizing 50 hours and distributed in this way:

- 20 hours of theoretical sessions (two 1-hour sessions each week).

- 14 hours of practical sessions (one 1h 45’ session each week).

- 4 hours of seminars (two 1h 30’ sessions and one 1-hour session).

- 12 hours of field work (two one-day fieltrips).

- 6 hours each week for personal tutorials.

SCHEDULE

- Third week September: beginning of theoretical sessions.

- Fourth week September: beginning of practical sessions.

- Third week October: 1st field trip.

- First week December: 2nd field trip.

- Each week: Answers to questions.

- Weeks 4th, 8th y 13th: written exercises.

- Third week december: field work report.

- Mid January: end of theoretical and practical sessions; report of practical sessions.

- According to the academic calendar: final written exercise.

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course will be provided on the first day of class or please refer to the Faculty of Sciences and Earth Sciences Department websites (https://ciencias.unizar.es, https://cienciastierra.unizar.es) and Moodle.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=26430

Curso Académico: 2021/22

296 - Graduado en Geología

26430 - Análisis estructural: técnicas y aplicaciones

Información del Plan Docente

Año académico:

2021/22

Asignatura:

26430 - Análisis estructural: técnicas y aplicaciones

Centro académico:

100 - Facultad de Ciencias

Titulación:

296 - Graduado en Geología

Créditos:

5.0

Curso:

Periodo de impartición:

Primer semestre

Clase de asignatura:

Optativa

Materia:

---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El Análisis Estructural es la parte de la Geología Estructural dedicada al estudio en detalle de los mecanismos de deformación de las rocas, a la caracterización geométrica y cinemática de la misma, y a la reconstrucción de los sistemas de esfuerzos con los que se relaciona. La asignatura hace hincapié en el aprendizaje y manejo de los principales métodos de observación y tratamiento de datos, y en su aplicación a problemas de tectónica regional, prospección de recursos o ingeniería geológica.

El desarrollo de la asignatura se plantea en tres planos distintos:

(a) Aprendizaje de aspectos conceptuales y metodológicos a través de actividades expositivas y razonamiento fundamentalmente deductivo. Aquí se inscriben los objetivos de conocer la terminología, clasificaciones, geometría, cinemática y dinámica de las deformaciones, así como las principales herramientas de representación y análisis.

(b) Aplicación práctica de técnicas de representación y tratamiento de datos. Para ello se requiere desarrollar habilidades de observación y toma de datos, utilizar métodos de análisis de los mismos mediante técnicas gráficas e informáticas, y aplicar sus resultados a la interpretación tectónica regional y a campos de interés económico.

(c) Desarrollo de la capacidad de exploración e investigación de problemas mediante procedimientos empíricos, desde la toma de datos en campo hasta su interpretación final. Ello requiere, a su vez, desarrollar la capacidad de aprendizaje autónomo, de trabajo en equipo, y de uso crítico de la información.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura forma parte, como materia optativa, del módulo Geología aplicada. Se enmarca en una línea de aprendizaje que, en cuanto a contenidos, se centra en el estudio de la estructura y dinámica cortical, y en el plano metodológico, en el manejo de técnicas de observación y representación del terreno y de elementos abstraídos del mismo a todas las escalas. En vertical, se conecta fundamentalmente con la asignatura obligatoria Geología estructural (2º curso, 26408, módulo Fundamentos de geología), representando la profundización y desarrollo de ésta en el plano metodológico y aplicado. Asimismo, se fundamenta en otras materias de tercer curso como Cartografía geológica (26416) y Geofísica y tectónica global (26418). En horizontal, se coordina y conecta con las siguientes asignaturas de cuarto curso: Geotecnia y prospección geofísica (26425, obligatoria, módulo Geología aplicada), Tectónica: cuencas y orógenos (26442, optativa, módulo Fundamentos de geología) e Ingeniería geológica (26436, optativa, módulo Geología aplicada).

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

La asignatura requiere el desarrollo de habilidades de visión espacial, representación y análisis gráfico, capacidad de observación en el campo y reconstrucción evolutiva de las estructuras geológicas (razonamiento cuatri-dimensional). Su aprendizaje exigirá más esfuerzo de comprensión, razonamiento y aplicación que puramente memorístico. Se recomienda vivamente: (i) la asistencia y participación activa del alumno en las clases de teoría y prácticas; (ii) haber superado, antes de matricularse, la asignatura Geología estructural (26408) de 2º curso; (iii) conocimiento básico de inglés escrito.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

- Identificar y describir los distintos tipos de macro-, meso- y microestructuras tectónicas y sus elementos constituyentes en el campo, en muestra de mano y en lámina delgada, y clasificarlas desde el punto de vista morfológico y genético.

- Aplicar los métodos de análisis geométrico, cinemático y dinámico más adecuados a cada tipo de estructura y en función de los datos disponibles.

- Tomar datos estructurales en el campo: hacer observaciones a escala cartográfica y de afloramiento, realizar cortes y esquemas, tomar orientaciones con la brújula.

- Aplicar las principales técnicas de representación, análisis, tratamiento gráfico y tratamiento estadístico de los datos de geometría y orientación de las estructuras: proyección estereográfica, planos acotados, cortes estructurales, bloques diagrama, mapas de contornos.

- Reconstruir los mecanismos genéticos de las estructuras reales, su evolución cinemática, su contexto dinámico y las relaciones genéticas y cronológicas entre estructuras a todas las escalas.

- Interpretar los estados de esfuerzos locales bajo los que se desarrollaron las estructuras discontinuas; reconstruir los campos de esfuerzos regionales y relacionarlos con los modelos tectónicos regionales.

- Aplicar los resultados del análisis de estructuras a la interpretación tectónica regional.

- Utilizar el método hipotético-deductivo como método de investigación, y a partir de él hacer una reflexión crítica sobre los procesos de adquisición y transferencia del conocimiento.

- Localizar y procesar con sentido crítico información bibliográfica en español e inglés; comunicar oralmente y por escrito conocimientos y resultados de investigación en español e inglés; trabajar en equipo.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

1) Conocer la terminología, mecanismos, características geométricas, cinemáticas y dinámicas de las deformaciones tectónicas desde escala microscópica a cartográfica (en español e inglés).

2) Manejar con soltura las técnicas comunes de observación y toma de datos de las estructuras en campo; en particular, el uso de la brújula para la toma de orientaciones.

3) Manejar con soltura las técnicas de representación de las estructuras (mapas, cortes, esquemas de campo, proyección estereográfica).

4) Conocer y usar los métodos principales de análisis geométrico, cinemático y dinámico de las estructuras de deformación continua y discontinua.

5) Conocer los criterios para aplicar los resultados del análisis estructural a la interpretación tectónica regional y a campos de interés económico (prospección de recursos, ingeniería geológica).

6) Desarrollar hábitos y actitudes para el trabajo científico: localizar y procesar con sentido crítico información bibliográfica en español e inglés; dominar la comunicación oral y escrita de conocimientos y resultados en español, y de forma básica en inglés; mostrar iniciativa personal y capacidad de trabajo en equipo.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La Geología Estructural es una pieza básica del entramado de las Ciencias de la Tierra, y su aprendizaje es fundamental, por sí mismo y por sus relaciones con el resto de las disciplinas. Si el aprendizaje de los conceptos y técnicas básicas de esta disciplina se produce ya en la Geología Estructural de 2º curso, el desarrollo completo de la metodología de trabajo a pequeña y mediana escala y de sus aplicaciones constituye el objetivo específico del Análisis estructural.

El estudio de las estructuras tectónicas obliga a ejercitarse en las observaciones de detalle, en el análisis sistemático y concienzudo de la información, y en el razonamiento riguroso para abordar su interpretación. Comprender sus mecanismos de desarrollo, y la interacción de éstos con los procesos sedimentarios, magmáticos, metamórficos, geomorfológicos o hidrogeológicos, es fundamental tanto para el geólogo general como para el especialista en cualquiera de estos campos.

El Análisis estructural tiene, a la vez, importantes aplicaciones tecnológicas, algunas de ellas de forma directa, y otras a través de su aplicación a las reconstrucciones tectónicas. El marco tectónico explica el desarrollo, geometría y evolución de las cuencas sedimentarias. La exploración y explotación de los recursos del subsuelo precisa del estudio en profundidad de las estructuras tectónicas. La arquitectura y los parámetros mecánicos de la red de discontinuidades son asimismo decisivos en la caracterización geotécnica de macizos rocosos. El conocimiento de las fallas activas y de su tasa de movimiento es condición indispensable para los cálculos de peligrosidad en Sismología e Ingeniería Sísmica. La evaluación de otros riesgos naturales, como deslizamientos de vertientes o colapsos kársticos, requiere también conocer la estructura de los materiales y aprender a detectar en ellos deformaciones antiguas que puedan ser precursoras de los procesos actuales.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion:

(a) EVALUACIÓN CONTINUA

(modalidad de evaluación prevista para los estudiantes que sigan el desarrollo normal de la asignatura de forma presencial)

a.1) Respuestas a cuestionarios. Durante muchas de las clases teóricas, los alumnos reciben el encargo de resolver cuestiones teóricas o breves ejercicios prácticos. Los resultados son sometidos a discusión en clase y, en muchos casos, a autocorrección. Algunos de los cuestionarios se plantean y resuelven en inglés. Se evalúan resultados de aprendizaje 1, 2, 3 y 4.

a.2) Memoria de trabajos prácticos (cuaderno de bitácora) y exposición oral. Siguiendo una metodología de aprendizaje basada en el estudio de casos, el estudiante va llevando un registro de los trabajos desarrollados mediante un método hipotético-deductivo. En él se recogen las hipótesis y su proceso de contrastación, destacando el papel que juega en todo ello el análisis estructural. En la memoria final se incluyen los resultados obtenidos en las dos jornadas de campo, vinculadas respectivamente al estudio de los casos 1 y 3. Tras cada jornada, el estudiante entrega asimismo el cuaderno de campo para su revisión. A la vuelta de las vacaciones de Navidad se entrega ese cuaderno de bitácora, y su contenido es objeto de una breve exposición oral compartida por todos los estudiantes en una sesión de seminario. Se evalúan resultados de aprendizaje 2, 3, 4, 5 y 6.

a.3) Pruebas escritas parciales. Aproximadamente durante las semanas 4ª, 8ª y 13ª del cuatrimestre se realizan tres pruebas escritas correspondientes a cada una de las partes de que consta el programa de la asignatura. Dichas pruebas consisten en cuestiones y ejercicios prácticos breves de carácter básico, para cuya realización el alumno puede disponer de los apuntes y libros que desee. Algunos de los ejercicios se plantean y resuelven en inglés. Se evalúan resultados de aprendizaje 1, 4, 5 y 6.

a.4) Prueba escrita final. En el periodo ordinario de exámenes se realiza una prueba escrita final que consta de dos partes: (1ª) cuestiones y ejercicios prácticos breves de carácter básico (algunos en inglés); (2ª) ejercicio abierto de interpretación y discusión de un caso real, a partir de datos de campo, información gráfica y bibliografía en español e inglés. Para su realización, el alumno puede disponer de los apuntes y libros que desee. La parte 1ª no es obligatoria para aquellos alumnos que hayan superado las pruebas escritas parciales. Se evalúan resultados de aprendizaje 1, 4, 5 y 6.

(b) PRUEBA GLOBAL DE EVALUACIÓN

(modalidad de evaluación prevista para los estudiantes que no hayan seguido el desarrollo de la asignatura de forma presencial, o para aquellos otros que, aun habiéndolo hecho, deseen acogerse a su derecho a una evaluación global)

b.1) Prueba escrita global. Igual o similar a la prueba escrita final prevista para la evaluación continua (partes 1ª y 2ª). Se evalúan resultados de aprendizaje 1, 4, 5 y 6.

b.2) Resolución de un caso práctico, análogo a uno de los abordados en las clases prácticas de gabinete, laboratorio y ordenador. Se evalúan resultados de aprendizaje 3, 4 y 5.

b.3) Resolución de un caso real a partir de información de campo. Se proporciona al estudiante información de campo en forma de fotografías, muestras de mano, descripciones y datos de orientaciones de estructuras. De todo ello debe hacerse un análisis e interpretación, un resumen de resultados en inglés y una breve exposición oral. Se evalúan resultados de aprendizaje 2, 3, 4, 5 y 6.

Criterios de Evaluación

(a) Criterios en la modalidad de evaluación continua

(a.1) Requisitos para superar la asignatura en evaluación continua:

1) Entregar regularmente las respuestas a los cuestionarios (al menos, 10 de ellos).

2) Asistir, salvo causa justificada, a las dos jornadas de campo, presentando el cuaderno al terminar cada una de ellas.

3) Entregar correctamente la memoria de trabajos prácticos (cuaderno de bitácora), incluyendo los resultados del trabajo de campo, y exponer oralmente un resumen de su contenido.

4) Superar cada una de las tres pruebas escritas parciales, o en su defecto la parte 1ª de la prueba final, con una puntuación del 65%.

5) Superar la parte 2ª de la prueba escrita final con una puntuación del 50%.

(a.2) Baremo de puntuación final en evaluación continua:

- Respuestas a cuestionarios: 14 %

- Memoria de trabajos prácticos (cuaderno de bitácora): 26 %

- Cuaderno de campo: 4 %

- Exposición oral de trabajos prácticos: 6 %

- Pruebas escritas parciales / Prueba final, parte 1ª (8+12+15%): 35 %

- Prueba final escrita, parte 2ª: 15 %

(b) Criterios en la modalidad de evaluación global

(b.1) Requisitos para superar la asignatura en evaluación global:

1) Superar la parte 1ª de la prueba escrita global (apartado b.1 de la prueba global de evaluación) con una puntuación del 65%.

2) Superar la parte 2ª de la prueba escrita global (apartado b.1 de la prueba global de evaluación) con una puntuación del 50%.

3) Superar la resolución del caso práctico y del caso real de campo (apartados b.2 y b.3 de la prueba global de evaluación) con una puntuación global del 50%.

(b.2) Baremo de puntuación de la prueba global de evaluación:

- Prueba escrita global (apartado b.1), parte 1ª: 49 %

- Prueba escrita global (apartado b.1), parte 2ª: 15 %

- Resolución de caso práctico (apartado b.2): 16 %

- Resolución y exposición oral de caso de campo (apartado b.3): 20 %

(c) Consideración final

Teniendo en cuenta el elevado número de pruebas y actividades que son objeto de evaluación, y la posibilidad de que su grado de exigencia y los criterios de aplicación del baremo no sean homogéneos con los de cursos anteriores, la calificación numérica obtenida por cada alumno podrá ser corregida al alza a fin de conseguir armonizar dichas calificaciones. En todo caso, dicha corrección no será arbitraria, y representará el mismo incremento porcentual para todos los estudiantes que hayan cumplido los requisitos para superar la asignatura.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

Al tratarse de una materia optativa de carácter aplicado, se presta especial atención al aprendizaje práctico, autónomo y significativo. El programa de la asignatura no se considera como un fin en sí mismo, sino como un marco en el que se desarrolla el trabajo personal del estudiante, desde una actitud activa y participativa. Los estudiantes disponen de apuntes y otros materiales que deben servir de base a su trabajo, y de referencias bibliográficas (fundamentalmente en inglés) para ampliar información. Con ello, el tiempo que se destina a clases magistrales meramente expositivas se reduce al máximo, en beneficio del estudio de casos, resolución de problemas de forma participativa, sesiones de seminario y trabajos prácticos. De ahí que se evalúen fundamentalmente las actividades de aplicación y de investigación empírica, y que las pruebas escritas se realicen disponiendo del material de consulta que se desee.

La tutoría académica se considera una actividad docente más, y se estimula su uso para que el estudiante pueda: (i) consultar al profesor dudas generales sobre los contenidos de la asignatura y las técnicas de trabajo; (ii) consultar dudas sobre los cuestionarios; (iii) recibir orientación para la búsqueda de fuentes de información; (iv) tener un seguimiento del trabajo personal y de la elaboración de la memoria de campo.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

ACTIVIDAD 1: Aprendizaje de los aspectos conceptuales, descriptivos y genéticos de las macro-, meso- y microestructuras tectónicas. Aprendizaje de métodos avanzados de representación y análisis geométrico, cinemático y dinámico.

Metodología:

- Clases magistrales participativas (2 ECTS; 20 horas presenciales).

- Seminarios: estudio de casos en grupo (0,3 ECTS; 2 sesiones presenciales de 1 h 30’).

ACTIVIDAD 2: Manejo de métodos avanzados de representación y análisis geométrico, cinemático y dinámico de meso- y microestructuras.

Metodología:

- Prácticas de gabinete (0,525 ECTS; 3 sesiones presenciales de 1 h 45’).

- Prácticas de laboratorio (0,35 ECTS; 2 sesiones presenciales de 1 h 45’).

- Prácticas de ordenador (0,525 ECTS; 3 sesiones presenciales de 1 h 45’).

ACTIVIDAD 3: Trabajo práctico de aplicación del análisis de meso- y microestructuras.

Metodología:

- Prácticas de campo (1,2 ECTS; 2 jornadas de 6 h presenciales netas).

- Seminarios de presentación y discusión de trabajos (0,1 ECTS; 1 sesión presencial de 1 h).

Nota final: todas las actividades, docentes y de evaluación de la asignatura se realizarán de modo presencial, salvo que la situación sanitaria lo impida y/o las disposiciones emitidas por la universidad dispongan otro modo de llevarlas a cabo.

4.3. Programa

I. TEORÍA: PROGRAMA DE CONTENIDOS

Parte primera: Deformación continua y fábricas tectónicas

1. Esfuerzo, deformación y comportamiento reológico de las rocas. Conceptos de deformación y esfuerzo. Relaciones esfuerzo-deformación.

2. Deformación homogénea en dos dimensiones. Parámetros numéricos de la deformación. La elipse de deformación. Aproximación al análisis cuantitativo.

3. Cizalla simple homogénea. Análisis a partir de marcadores pasivos y activos. Deformación progresiva.

4. Deformación homogénea en tres dimensiones. El elipsoide de deformación. Orientaciones preferentes de planos y líneas producidas por deformación. Fábricas planares y lineares en relación con el elipsoide de deformación.

5. Fábricas tectónicas: clasificaciones y mecanismos genéticos. Foliaciones continuas y discontinuas. Mecanismos de deformación a escala textural y de red cristalina.

6. Análisis de zonas de cizalla dúctil. Características geométricas y cinemáticas. Análisis a partir de marcadores pasivos y de fábricas de deformación interna.

Parte segunda: Análisis de pliegues

7. Análisis geométrico de pliegues. Elementos geométricos; determinación del eje y plano axial. Clasificaciones geométricas de pliegues.

8. Análisis cinemático de pliegues (I). Clasificaciones genéticas de pliegues. Pliegues de buckling. Análisis de la deformación interna de las capas: deformación de flanco y de charnela.

9. Análisis cinemático de pliegues (II). Pliegues de bending; pliegues de acomodación asociados a cabalgamientos y fallas normales. Pliegues de kink.

10. Análisis cinemático de pliegues (III). Pliegues de flexión y aplastamiento. Análisis básico en casos monofásicos. Cuantificación del aplastamiento. Interpretación de mecanismos a partir de la deformación interna de las capas.

11. Análisis de plegamiento polifásico. Modelos de superposición de Ramsay en pliegues pasivos. Análisis de foliaciones y lineaciones superpuestas. Superposición de pliegues flexurales.

Parte tercera: Deformación discontinua y análisis de paleoesfuerzos

12. Análisis de esfuerzos en dos dimensiones. Vectores y tensor de esfuerzos en dos dimensiones. Elipse de esfuerzos. El círculo de Mohr.

13. Mecánica de la fracturación de las rocas (I). Rotura por cizalla: criterio de fractura de Mohr-Coulomb. Rotura por tracción: teoría de Griffith.

14. Mecánica de la fracturación de las rocas (II). Influencia de la presión de fluidos. Deslizamiento sobre discontinuidades previas.

15. Juntas estilolíticas y juntas de extensión. Criterios básicos de análisis de estructuras discontinuas. Análisis geométrico, cinemático y dinámico de juntas estilolíticas y juntas de extensión.

16. Análisis de fallas (I). Aspectos geométricos. Aspectos cinemáticos: clasificaciones; determinación de la dirección, sentido y magnitud del desplazamiento. Rocas de falla.

17. Análisis de fallas (II).Conceptos básicos de esfuerzos en tres dimensiones. Análisis dinámico de fallas: el modelo de Anderson de fallas conjugadas. Métodos de análisis poblacional: interpretación de tensores desviatorios de esfuerzos.

18. Análisis de diaclasas. Análisis geométrico: orientación, tamaño, espaciado. Análisis fractográfico: ornamentaciones y microstructuras asociadas. Interacciones entre diaclasas y cronología relativa. Análisis dinámico.

19. Reconstrucción de campos de esfuerzos. Campo litostático. Campos de esfuerzos tectónicos. Perturbaciones en extremos y zonas de relevo de fallas.

20. Análisis de zonas de cizalla semifrágil. El experimento de Riedel: fracturas R y R'. Otras estructuras secundarias y su relación con el elipsoide de deformación y de esfuerzos. Deformación progresiva en zonas de cizalla semifrágil.

II. PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE GABINETE (G), LABORATORIO (L) Y ORDENADOR (O)

II.A) RESOLUCIÓN DE CUESTIONES (G):

16 ejercicios breves para realizar en clase o en casa. Intercalados y vinculados directamente con los sucesivos temas de teoría.

II.B) ESTUDIO DE CASOS SIGUIENDO EL MÉTODO HIPOTÉTICO-DEDUCTIVO (G, L, O):

1. Análisis geométrico y cinemático de pliegues flexurales (vinculado a jornada campo 1ª).

2. Análisis geométrico y cinemático de pliegues de flexión y aplastamiento.

3. Análisis de estructuras discontinuas: fallas y diaclasas (vinculado a jornada campo 2ª).

4. Análisis cinemático de cabalgamientos.

III. PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE CAMPO:

1ª JORNADA (Aproximadamente 3ª semana de octubre): Estudio geométrico y cinemático de plieggues flexurales superpuestos en Aliaga (Teruel). Estudio de pliegues y mesoestructuras dúctiles asociadas en el Paleozoico de Montalbán.

2ª JORNADA (Aproximandamente 1ª semana de diciembre): Estudio de la fracturación (fallas, diaclasas) en el Mioceno de la Cuenca del Ebro (Tudela-Fustiñana).

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Los 5 ECTS de la asignaturaconllevan 50 horas de actividades presenciales, que se distribuyen en:

- 20 horas de clases teóricas (2 sesiones semanales de 1 h).

- 14 horas de prácticas de gabinete, laboratorio y ordenador (1 sesión semanal, 8 sesiones de 1h 45’).

- 4 horas de sesiones de seminario (2 sesiones de 1h 30’ y 1 sesión de 1 h), incluidas en los horarios anteriores.

- 12 horas de prácticas de campo (2 jornadas):

- Existen, además, 6 horas semanales de atención en tutoría.

Calendario previsto aproximado:

- Inicio y fin de clases: según calendario académico establecido por la Facultad de Ciencias y que se publica en la página Web de la Facultad. Las prácticas de gabinete empezarán la segunda semana.

- Horarios de clases teóricas y prácticas: según horario establecido por la Facultad de Ciencias y que se publica en la página Web de la Facultad.

- Fechas de prácticas de campo: según calendario establecido por la Comisión de Garantía de Calidad del Grado en Geología y que se publica en la página Web del Departamento de Ciencias de la Tierra.

- Fechas de examen: según calendario establecido por la Facultad de Ciencias publicado en la página Web de la Facultad.

Otras fechas de referencia:

- Cada semana: entrega de respuestas a cuestionarios.

- Semanas 4ª, 8ª y 13ª del semestre, aproximadamente: pruebas escritas parciales

- Mediados de enero: entrega de la memoria global de trabajos prácticos.