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Academic Year/course: 2022/23

26408 - Structural Geology


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
26408 - Structural Geology
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
296 - Degree in Geology
588 - Degree in Geology
ECTS:
9.0
Year:
2
Semester:
First semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

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 classes (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.
 
General goals
The student should:
1) know the different types of tectonic structures: definitions, classifications; as well as geometric, kinematic, and dynamic
characteristics at different scales.
2) develop observation abilities and collect field data.
3) learn the main techniques to represent and analyze tectonic structures.
4) know how to apply the concepts and models of Structural Geology to regional scale interpretations.
5) be able to work alone and in a group.
6) learn to be critical with scientific information, and be able to express clearly his/her scientific results.
 
These approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/)Ç: Goal 4: Quality education.

1.2. Context and importance of this course in the degree

Structural Geology is a fundamental tool to decipher the geology of deformed areas and thus it should be considered an
indispensable knowledge for any geologist. On the other hand, Structural Geology deals with geometrical aspects of deformation and thus it is closely related with disciplines like Geological Mapping, Geophysics and Tectonics.

1.3. Recommendations to take this course

This branch of the Geology requires the development of a 3-D visualization of the tectonic structures, as well as
observation and interpretation abilities both in the lab and in the field. This course in Structural Geology values the comprehension and the reasoning capabilities as much as the rote learning.

2. Learning goals

2.1. Competences

After completing the course, the student will be competent in the following skills:
 
1. General and Basic Competences
CG01 - Know and apply concepts, principles, methodologies, models and theories of the discipline.
CG02 - Acquire, classify and integrate various types of data and observations.
CG03 - Formulate and contrast hypotheses through objective analysis of data and observations.
CG04 - Apply the acquired knowledge to address both usual and new cases.
CG05 - Plan and carry out investigations that include original data, and report on them.
CG06 - Collect, store and analyze data using the appropriate techniques.
CG07 - Carry out work responsibly and safely.
CG08 - Review the bibliography used in the works appropriately.
CG09 - Use scientific English both for obtaining information and for transferring it.
CG10 - Exchange and debate information from various sources of information (written, oral, numerical, graphic).
CG11 - Adequately transmit the information in written, verbal and graphic form for both a specialized and non-specialized audience.
CG13 - Prepare, process, interpret and present data using the appropriate qualitative and quantitative techniques, including computer applications.
CG15 - Evaluate one's performance as an individual and as a member of a team.
CG16 - Identify objectives for personal, academic and professional development and work to achieve it.
CG17 - Develop a versatile, adaptable and flexible study and work method.
CG18 - Assess the moral and ethical implications of research, as well as the need to respect intellectual integrity and professional codes of conduct.
CB1 - That the students have demonstrated to possess and understand knowledge in an area of ​​study that starts at the base of general secondary education, and is usually found at a level that, although supported by advanced textbooks, also includes some aspects that they involve insights from the forefront of their field of study.
CB2 - That the students know how to apply their knowledge to their work or vocation in a professional way and possess the competences that are usually demonstrated through the elaboration and defense of arguments and the resolution of problems within their area of ​​study.
CB3 - That students have the ability to collect and interpret relevant data (usually within their area of ​​study) to make judgments that include reflection on relevant issues of a social, scientific or ethical nature.
CB4 - That students can transmit information, ideas, problems and solutions to a specialized and non-specialized audience.
CB5 - That students have developed those learning skills necessary to undertake further studies with a high degree of autonomy.
2. Cross-cutting Competences
CT01 - Analyze and synthesize information critically.
CT02 - Have the ability to analyze and solve problems.
CT03 - Apply theoretical knowledge to practice.
CT04 - Use the internet critically as a communication tool and source of information.
CT06 - Develop capacities for autonomous learning and work.
CT07 - Adapt to teamwork.
CT08 - Recognize and respect all points of view and opinions.
CT09 - Be able to organize and plan.
CT10 - Know how to communicate orally and in writing in the native language.
CT12 - Sufficiently handle the IT and ICT tools related to the discipline.
CT14 - Be motivated by quality.
CT15 - Have an ethical commitment.
3. Specific Competences
CE01 - Apply the basic laws of Physics and Chemistry to knowledge of the Earth and geological processes.
CE03 - Collect, analyze and synthesize geological information in a rigorous and critical way.
CE05 - Know and apply concepts, principles, models and theories of Geology.
CE06 - Assess representativeness, accuracy, precision and uncertainty in taking samples and data in the field and laboratory.
CE07 - Collect and analyze geological data using appropriate field and laboratory techniques.
CE08 - Identify, classify and study geological materials and processes in their temporal dimension, as well as the products that the latter give rise to.
CE09 - Develop the capacity for vision and spatial orientation necessary for understanding geological problems in various contexts.
CE10 - Carry out field and / or laboratory work in a responsible and safe manner.
CE13 - Prepare geological and thematic cartographies related to Geology.
CE14 - Advise scientifically and technically on geological issues.
CE15 - Participate in paleogeographic, oceanographic and paleoclimatic studies.
CE16 - Participate in the processes of investigation, exploration, exploitation, evaluation and treatment of geological and geomining, energy and environmental resources.
CE21 - Recognize the formation and evolution of sedimentary basins in different tectonic contexts.
CE22 - Design, participate, prepare and interpret studies and research in Structural Geology and Tectonics.
CE23 - Interpret aspects of the genesis and evolution of mountain ranges.
CE24 - Carry out geometric, kinematic and dynamic models of development of tectonic structures.
CE26 - Participate in the management of protected natural spaces, geological parks and science museums.
CE30 - Participate in the management and supervision of projects and technical contracts related to the closest substantive legislation, such as the Water, Coasts, Building, Energy, Environment, Mines, Land, Natural Heritage and Historic Heritage laws.
CE31 - Prepare studies of geological and natural risks.
CE32 - Carry out geological and environmental studies applied to spatial planning and engineering works, as well as to municipal subsidiary regulations and plans and guidelines for spatial planning.
CE36 - Participate in the technical direction, supervision and monitoring of field research activities for preliminary studies, preliminary projects and civil works and building projects, including the supervision of reconnaissance, sampling, "in situ" tests and laboratory tests.
CE40 - Participate in tourist revitalization plans in both urban and rural areas (geological parks, science museums, interpretation centers, inventory and strategies for promoting geotouristic resources, planning and organizing itineraries, geological and paleontological tourist routes, etc.) .
CE41 - Participate in the elaboration of state, regional and local regulations and laws on technical issues related to Geology.

2.2. Learning goals

The student, in order to pass the course, will have to show her/his competence in the following skills:
1. Identify the main type of tectonic structures as well as to know their geometric characteristics and genetic mechanisms.
2. Construct geologic maps as well as schemes showing the geometry and relationship of the structures in the field.
3. Measure the attitude of planes and lines using the geologic compass.
4. Represent and read structural elements (planes and lines) by means of orthographic projection, stereographic projection
and geological cross sections.
5. Find and read scientific articles as well as select and understand the most relevant information.
6. Work alone and in a group, as well as to defend scientific.
7. Know and use the specific lexicon of Structural Geology in both Spanish and English. The activities carried out in English in the whole subject are estimated at 1 ECTS.

2.3. Importance of learning goals

Geologic structures provide part of the basis for recognizing and reconstructing the profound changes that have marked
the physical evolution of the Earth's outer layers, as observed from the scale of the plates down to the scale of the
microscopic. Understanding the nature and extensiveness of deformational structures in the Earth's crust has both
scientific value and practical benefit. But, there is a philosophical value as well. Our perceptions of who we are and where
we are in time and space are shaped by facts and interpretations regarding the historical development of the crust of the
planet on which we live. Knowing fully the extent to which our planet is dynamic, not static, is a reminder of the lively and
special environment we inhabit ....... Once the conceptual framework within which structural geologists operate is grasped, the Earth begins to look different. In fact, natural physical processes and natural physical phenomena, whether
geologic or not, never quite look the same again (from Davis and Reynolds, 1996).

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 (assessment of students that attend class regularly)
 
To track the improvement and knowledge of the students, the assessment will be carried out during the learning
process, according the following evaluation activities:
 
a.1) Problem solving and/or practical exercises. Several practical exercises carried out in the lab will be corrected and evaluated (learning goals 1, 2, 4, 6, and 7). Exercices must be delivered the following week of making / delivering it in the classroom.
a.2) Participation and/or presentation of field notes. The attendance to the field trips is compulsory. The personal work, expressed in the student's note-book, and the participation and attitude of the student in the field will be evaluated (learning goals 1, 2, 3, and 7).
a.3) Practical work. It includes (i) an individual work with the most relevant observations, analyzes, results and interpretations obtained in one of the field areas visited and selected by the teacher or (ii) the resolution of a practical exercise related to one of the seminar sessions. Learning goals 1, 2, 3, 4, 6 and 7 are evaluated.
a.4) Development of a work with oral presentation. Students, in pairs, choose one of the proposed topics and, supervised by the teacher, (i) write and deliver an electronic version (.doc, .pdf formats) of the work (minimum 4 pages), including the most relevant theoretical aspects and the figures necessary to facilitate the understanding of the topic by the rest of the students in the group and the bibliography used, correctly referenced, and (ii) they make an oral presentation (with power point or similar; maximum  duration 15 minutes) and defense of the topic before the rest of the students and the teacher in a seminar session. Learning goals 5, 6 and 7 are evaluated.
a.4) Partial written tests. During the course two partial written tests are realised (2.30 h each one) that consist of two parts: (a) brief questions theoretical-practices, related to the basic aspects of a part of the course program, including a test and/or a set of shortquestions, and some questions that, in most cases, may be answered by means of drawings, and (b) a practical exercice that is closely related with the practical sessions of the course. Evalaution of learning goals 1, 2, 4, and 7.
 
The student who has not surpassed the subject during the continuous evaluation (general case) will have, at least, to be examined in the period of final evaluation to the non-surpassed parts of the partial written tests (activity of evaluation a.5) and, where appropriate, to realise/to give the documents that talk about to the activities a.1, a.2, a.3, and a.4.
 
(b) Global assessment (assessment of students that do not attend class regularly)
 
Those students that have not attended the course regularly, as well as those who wish to, may take a global exam (duration of 5-6 hours) that will consist of:
b.1) a written test, similar to the indicated one in the previous section (a.4) but on the assembly of the subject, and
b.2) on additional test, in which the student will have to solve several practical exercises, similar to the realised ones in the actual development of the subject.
In this case, the students will have to indicate this selection to the professor with a minimum advance of one week before the development of the test in the final period of evaluation of the subject.
 
Assesment criteria
 
(a) Continuous Assessment
As a general rule, to pass the course it will be necessary to:
1.- Deliver the requested practice reports.
2.- Participate in the laboratory and seminar activities and attend the field trips.
2.- Obtain a grade higher than 5 in each of the theoretical-practical exam and practical exam of the partial written tests (one of the four parts can be compensated as long as the grade is higher than 4.5 points).
3.- To give, to present and to defend the developed subject and to give the asked practical exercises.
 
Final scoring scale in continuous assessment
The final assessment is made taking into account the following scale that indicates the relative proportion of the different assessment activities in the final grade:
- Activity a.1 (Problem solving and / or practical exercises): 20 %
- Activity a.2 (Participation and / or presentation of field notes): 5 %
- Activity a.3 (Practical work): 3%
- Activity a.4 (Subject development and oral defense): 12 %
- Activity a.4 (Partial written tests): 60 %
In practice, it involves multiplying the grade obtained in each evaluation activity (evaluated from 0 to 10) by the indicated factor and adding the results to obtain the total grade. The evaluation criteria will be the same in the second and subsequent calls, and also for students who could follow the course in person.
 
(b) Global assessment
- Activity b.1 (written test): 50 %
- Activity b.2 (additional test): 50 %
 
(c) Final consideration
 
Taking into account the high number of tests and activities that are the object of evaluation, the numerical qualification obtained by the students who have passed the subject may be corrected upwards. Such correction will not be arbitrary, and will represent the same percentage increase for all students.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, laboratory sessions, seminars, fieldwork and tutorials.

4.2. Learning tasks

This 9 ECTS course is organized as follows:

  • Lectures (3 ECTS: 30 hours). Three weekly hours. The syllabus is just the framework that should guide the active learning of the students. The students will have class-notes given by the professor as the basis for their learning, but they must extend the information given in class using by means of technical books and scientific journals. The practical learning will prevail over the theoretical one.
  • Seminars (0.5 ECTS: 5 hours) for oral presentations and discussions.
  • Laboratory sessions (3 ECTS: 30 hours). 3 hours per week, 10 sessions in total. The laboratory sessions will be mainly devoted to the analysis of the most common tectonic structures.
  • Fieldwork (2,5 ECTS: 25 hours). 5 journeys. How to work in the field. The fieldwork will focus on the recognition of the studied structures, the determination of their geometries, structural relationships, ages, etc, and the obtained data will be represented on the student's note-book by means of tectonic schemes, cross-sections, etc, and by simple geological maps.
  • Tutorials. The tutorials will be considered another academic activity where the student will be free to ask any doubt related with the course.

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.

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. Theory sessions

Section 1: Introduction

  • Topic 1. Introduction to the course. Structural Geology, Tectonics and Global Tectonics: history, goals and methods. Geometry, kinematics and dynamics in Structural Geology.
  • Topic 2. Representation systems of geological structures. Geological maps, geological cross-sections and block diagrams. Lines and planes in Structural Geology. Orientation of lines and planes. True and apparent dips. Field notes (conventional symbols). Analysis of the orientation of lines and planes. The Stereographic projection.
  • Topic 3. Stress, strain and rheology. Stress: definition of force and stress and units. Strain: definition and components. Stress-strain relationships: rheology and mechanical behavior of rocks. Definition. Strain rate. Laboratory deformational experiments (compressional and extensional tests). Duration of deformational experiments (long and short term deformational experiments). Short duration lab experiments: elastic and plastic behavior, yield stress/strength, rupture strength); strain/work hardening, strain softening, ultimate strength. Long duration lab experiments: creep (primary, secondary, tertiary). Rheological relationships (linear and non-linear rheologies): Elastic behavior, viscous (viscoelastic, elastico-viscous, general behavior), ideal plastic behavior and elastic-plastic. Factors that influence the mechanical behavior of rocks: lithology, temperature, confining pressure, time, the magnitude of stress, strain rate, pore fluid pressure (effective stress). Classification of rocks according to their rheological behavior (brittle and ductile, competent and incompetent). Rheological behavior and depth: structural levels.

Section 2: Brittle structures

  • Topic 4. Stress. Definition of force and stress and units (review). Simple calculation of stress. Lithostatic stress. Stress due to contact forces. Components of stress. State of stress in a point. Tensor and stress ellipsoid. Types of state of stress. Resolving the state of stress on a plane. Mohr stress diagram. Mean stress, deviatoric and differential stress. Stress field and stress trajectories.
  • Topic 5. Rock mechanics/rock fracturing. The fundamental fracture modes (modes I, II, and III). Introduction to rock mechanics (tensile and compressive strength tests); Mohr diagram and envelope of failure. Constructing an envelope of failure: tensile strength tests, tensile and compressive strength tests transitional tensile behavior, parabolic failure envelopes). Griffith's law of fracture criterion. Compressive strength tests-Coulomb's fracture criterion. Application of the Murrel and Coulomb fracture equations. Compressive tests raising confining pressure; von Mises' fracture criterion. Grand failure envelope. Effective stress: the influence of pore fluid pressure. Testing prefractured rocks (Failure envelope for frictional sliding, coefficient of sliding friction, ..., Byerlee's law). Classification of fractures and physical discontinuities. Brittle fractures and the Mohr circle.
  • Topic 6. Joints and hybrid fractures. Definition. Geometry: form of the joint surface. Classification of joints considering: a) general characteristics (joint set, joint system); b) angular relationship between joints (Hancock, 1985); c) characteristics of the opening. Joint-face ornamentation: plumose markings (origin, hackles, ribs, fringes, ...). Joint spacing; spacing/bed thickness. Some criteria to determine the relative chronology. Recording joint data. Dynamic interpretation of joints and
  • shear (hybrid) fractures: joints, shear fractures and the Mohr circle.
  • Topic 7. Stylolites surfaces and extension veins. Definition of stylolitic surface and stylolite. Geometry of stylolites and stylolitic surfaces; normal and oblique stylolites; bedding and transverse stylolites. Slickolites. Genesis of stylolitic surfaces: pressure solution mechanism. Stylolitic surfaces/stylolites and the stress tensor. Definition and characteristics of extension veins. Criteria to determine the extension direction (tension vein texture; syntaxial and antitaxial crystal fiber veins). Tension gashes and shearing; tension gashes and folding. Extension veins and the stress tensor. Relationship between stylolites and extension veins: dynamic implications.
  • Topic 8. Faults. Definition of fault, fault zone and ductile shear zone. Classification based on: a) the fault surface geometry-attitude; b) hangingwall movement (rotational, non-rotational). Geometric elements of faults (tip point-line; blind fault, exposed fault, fault scarp, cut-off point/line,...). The slip of a fault and fault separation. Net slip: components (heave, throw). Classification of faults considering the slip components ( dip-slip, strike-slip, oblique-slip, scissor-like or rotational). Naming oblique-slip faults. Criteria to identify the direction and sense of displacement of a fault (from the fault surface: striations, slickolites, grooves, crystal fiber lineations,...; cartographic criteria: orthographic and stereographic projections; structures related to the fault kinematics: drag folds,...). Extensional and contractional faults. Fault systems (branch point/line). Horses and duplexes. Conjugate faults; synthetic and antithetic faults. Kinematics of crossing conjugate fault sets. Anderson's theory of faulting: relation between conjugate faults and the principal stress axes. Fault reactivation and inversion tectonics. Fault rocks: brittle ( breccias, cataclasites, pseudotachylites) and "ductile" (mylonitic) fault rocks.
  • Topic 9. Thrusts and reverse faults. Definition and general characteristics. Geometric elements and types of thrusts (thrust-sheet, backthrust, nappes,...). Thin and thick-skinned tectonics. Map view (klippe, tectonic window, breached window). Geometric characteristics of staircase-like thrusts. Types of ramps (frontal. oblique, lateral). Associated folding: fault-bend folds; fault-propagation folds, trishear folding; detachment folds; break-thrust folds). Thrust systems; terminology (foreland, hinterland, duplex roof-floor, antiformal stack, imbricates fans,...). Relay zones and transfer faults. Thrust kinematics: criteria to determine the transport direction and the age of the structure. Syntectonic or growth deposits/synsedimentary or growth structures. Geometry of syntectonic deposits (onlap, offlap, thinning-thickening, syntectonic unconformity, progressive unconformity; Riba, 1976). Thrust sequence (break-back, foreward-breaking, out of sequence). Palinspastic restoration and shortening calculation. Tectonic environment for thrust faulting.
  • Topic 10. Normal faults. Definition and general characteristics. Geometric elements. Meso-macro-scale structures associated to normal faults: roll-over anticlines, fault-bend folds, drag folds, extensional duplexes, release faults, transfer faults,... Regional-scale normal-fault systems (graben, horst, half-graben, detachment fault, synthetic/antithetic faults,...); pseudo-rollover/compensation graben, imbricate listric fan. Basic kinematic models of normal faults. Normal fault sequences. Determining stretching caused by normal faults. Tectonic environment.
  • Topic 11. Strike-slip faults and brittle-ductile shear zones. Definition and general characteristics. Strike-slip shear zones and associated structures (e.g. Riedel shears, P and R' shears among others). Bends and step-overs in strike-slip fault zones; geometry and terminology. Pull-apart basins and pop-ups. Strike-slip duplexes (flower structures). Tectonic environment for strike-slip faulting (tear faults, transform faults, escape tectonics, ...). Modelling of shear zones (Tchalenko, 1970).

Section 3: Ductile structures

  • Topic 12. Strain. Definition and types of deformation. Classification of internal deformation: continuous/discontinuous, fragile/ductile, and homogeneous/inhomogeneous. Vector, trajectory and displacement field. Finite, infinitesimal and progressive deformation. Measuring and representing deformation: rigid body deformation (translation, rotation) and non-rigid-body deformation (longitudinal strain, shear strain and dilation). The strain ellipsoid: types of strain ellipsoids. Flinn's diagram. Special terms in strain (coaxial, non-coaxial; rotational, non-rotational; pure and simple shear). Progressive deformation and the length of deformed lines. Zonation of the finite strain ellipse.
  • Topic 13. Ductile deformation processes. Ductile deformation. Cataclasis/Cataclastic flow. Crystal plasticity (dislocation migration, mechanical twinning). Diffusional mass transfer (volume-diffusion creep, grain boundary diffusion creep, superplastic creep; pressure solution. Deformation microstructures (recovery, dynamic and static recrystallization), neomineralization. Deformation mechanisms and physical conditions during deformation (deformation maps).
  • Topic 14. Rock fabrics. Introduction: concept of fabric. Classification of fabrics (primary, secondary; isotropic, anisotropic; mesoscopic. microscopic; crystallographic; penetrative, non-penetrative; dimensional. Types of dimensional fabrics planar, linear, double fabric). Tectonites (L, S, S-L, S-C) . Cleavage. Types of cleavage: disjunctive (space, stylolitic, rough cleavage, crenulation clevage); continuous cleavage (slaty, phyllitic cleavage, and schistosity); gneissic structure. Genetic mechanism of cleavage. Tectonic meaning of cleavage (cleavage fans, axial plane cleavage, cleavage refraction). Lineations. Most common lineations: intersection, crenulation, stretching and mineral lineations. Some linear structures: mullions and boudinage.
  • Topic 15. Folds: geometry. Definition and tectonic environment. Scientific and economic interest. Geometrical and physical elements (parts of a fold: hinge point, line, zone; flanks, core, inflection points-lines, curvature, axial surface, etc). Elements of a folded surface (crest point/line, trough point/line, culminations and depressions, etc). Size of an isolated fold/train of folds (wave length-amplitude). Fold description: shape, tightness, size and attitude. Fold classifications according to: a) relative age of the rocks, b) direction of the concavity/convexity, c) fold shape (Hudleston, 1973), d) form of the fold, geometry of the axial surface, e) symmetry (vergence), f) fold attitude (Fleuty diagram), g) fold tightness, h) changes of wave length and/or amplitude. Ramsay's classification; Ramsay's diagram. Fold termination. Large scale folding (anticlinorium, synclinorium, fold belts, ...). Superposed folding. Fold interference pattern. Folding style.
  • Topic 16. Folding mechanisms and kinematic models. Active and passive folding. Three mechanisms and five kinematic models of folding at meso-macroscopic scale: Flexure (flexural-slip, flexural flow and volume-loss folding); fold shape modification by superimposed homogeneous strain; flow (simple shear transverse to bedding; shear folding. 1) Flexural-mechanism: bending and buckling. Internal strain in flexural folding: Longitudinal strain in the hinge zone and shear strain in the flanks. Flexural flow folds. Volume loss folds. 2) Flattening-mechanism: homogeneous and inhomogeneous. Cleavage associated to flattening. Combination of flexure and flattening. 3) Flowage-mechanism. Types of deformation by flow. Shear folding. Tectonic environment and folding. Donath and Parker (1964): genetic classification. Some special types of folding: kink folds and drag folds.
  • Topic 17. Ductile shear zones. The nature of shear zones and types of shear zones: general features. Passive markers and shear folding. Internal fabrics in ductile shear zones (foliacion, S-C fabrics,...). Shear markers. Conjugate shear zones.

 

Section 4. Other structures (it will be developed for the students within their assignments)

  • Topic 18. Salt structures. Diapirs.
  • Topic 19. Gravitational structures.
  • Topic 20. Impact structures. Meteorites.
  • Topic 21. Superposed structures (folding and fracturing) and polyphased deformation.
  • Topic 22. Tectonic inversion structures.
  • Topic 23. Tectonic structures in plutons.
  • Topic 24. Non tectonic structures in Structural Geology.

 

II. Seminars

  • Topic 1. Drawing geological sketches from outcrop photographs.
  • Topic 2. Measuring lines and planes with a compass.
  • Topic 3. Exercises on stress and stress components.
  • Topic 4. Stress analysis using Mohr circle in 2D.
  • Topic 5. Representing (and reading) line and plane data on (from) map and stereographic projection.

 

III. Laboratory sessions

  • Topic 1. Geologic cross sections (I) constructed from geologic maps with folds, normal faults and unconformities.
  • Topic 2. Geologic cross sections (II) constructed from geologic maps with folds, thrust faults and angular unconformities.
  • Topic 3. 3D methods (I). Contour maps. Geologic history of different geologic cross-sections.
  • Topic 4. Geologic cross sections (III). Recumbent fold and/or geological cross section from a MAGNA map.
  • Topic 5. The Riedel experiment: shear zones in semibrittle rocks.
  • Topic 6. Stereographic projection (I). Lines and planes. Poles to planes. True and apparent dips. Pitch of a line. Intersection between planes.
  • Topic 7. Stereographic projection (II). Angles between lines and planes. Projection of lines onto planes. Fitting lines and planes to small and large circles. Tilting and rotations.
  • Topic 8. A) Tectonic fabrics: Identifying linear and planar elements. Relationship with the strain ellipsoid. B) Orthographic projection: True and apparent dips. Three points problem.
  • Topic 9. Stereographic projection (III). Density diagrams. Using a density diagram to calculate a fold axis. Computer programs: using computer programs to plot lines and planes as well as to determine their geometric
  • Topic 10. Stereographic projection (IV). Determining the paleo-orientation of a fold with axial plane foliation situated below an angular unconformity. Calculating orientation of principal stress axes from stylolite, tensional veins and conjugate fault systems.

IV. Fieldwork

  • Field Trip 1
    • Locality: Vadiello (Huesca); Mesozoic and Cenozoic.
    • Activities: Collecting field data along a structural traverse in the External Sierras. Study of brittle tectonic structures. Tecto-sedimentary relationships. Construction of a geological cross section.
  • Field Trip 2
    • Locality: Isuela - Pico del Águila (Huesca); Mesozoic - Cenozoic.
    • Activities: Construction of a regional scale cross-section. Study of brittle tectonic structures. Synsedimentary structures.
  • Field trip 3
    • Locality: Aliaga (Teruel); Cretaceous and Tertiary.
    • Activities: Study of polyphasic deformation. Geometric and kinematic reconstruction of superposed folding. Tecto-sedimentary relationships.
  • Field trip 4
    • Locality: Montalbán-Molinos (Teruel); Mesozoic and Cenozoic.
    • Activities: Construction of a regional cross section of a thrust system and associated folds. Study of brittle structures (faults, stylolites, extension veins): Field schemes, measuring of linear and planar elements, timing of deformation.
  • Field trip 5
    • Locality: Cerveruela-Puerto de Paniza (Zaragoza); Paleozoic.
    • Activities: Study of ductile and brittle tectonic structures.

4.4. Course planning and calendar

The 9 ECTS of this course correspond to 90 hours of face-to-face teaching, which will be arranged in the following way:

- 30 hours of theoretical classes (3 hours per week). 
- 5 hours of seminar sessions. 
- 30 hours of cabinet, laboratory and computer practice (1 session of 3 hours per week, 10 sessions). 
- 25 hours of practice. field (5 days). 

Calendar: 
- Beginning and end of classes: according to the academic calendar established by the Faculty of Sciences and published on the Faculty website. The practices of cabinet will begin the second week. 
- Schedules of theoretical and practical classes: according to schedule established by the Faculty of Sciences and that is published in the Web page of the Faculty. 
- Dates of field practices: according to calendar established by the Commission of Quality Guarantee of the Degree in Geology and that is published on the Web page of the Department of Earth Sciences.
- Exam dates: according to the calendar established by the Faculty of Sciences published on the Web page of the Faculty.
- The delivery dates of Questionnaires, practices, field reports and individual work will be indicated throughout the course. 
- The tutoring hours will be communicated by the teacher on the first day of class.

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=26408

 


Curso Académico: 2022/23

26408 - Geología estructural


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
26408 - Geología estructural
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
296 - Graduado en Geología
588 - Graduado en Geología
Créditos:
9.0
Curso:
2
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

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

Los objetivos generales de la asignatura se plantean en tres planos distintos:
(a) Aprendizaje de aspectos conceptuales y metodológicos a través de actividades expositivas y razonamiento fundamentalmente deductivo.
(b) Aplicación práctica de técnicas de representación y tratamiento de datos.
(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.

Objetivos generales:
1) Conocer los diversos tipos de estructuras tectónicas: definición, clasificaciones, características geométricas, cinemáticas y dinámicas de las deformaciones desde escala microscópica a cartográfica.
2) Desarrollar habilidades de observación y toma de datos de las estructuras tectónicas en el campo.
3) Aprender a manejar las principales herramientas de representación y análisis de las estructuras.
4) Conocer los criterios para aplicar los conceptos y modelos de Geología Estructural a la interpretación tectónica regional y a campos de interés económico.
5) Desarrollar la capacidad de aprendizaje autónomo, adquiriendo madurez en el uso de la bibliografía (en español e inglés) y adoptando una actitud crítica en el manejo de la información.
6) Desarrollar la capacidad de trabajo en equipo, y adquirir soltura en la comunicación oral y escrita de conocimientos y resultados científicos.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro: Objetivo 4: Educación de calidad (metas 4.3 y 4.4), Objetivo 9: Infraestructura (meta 9.5) y Objetivo 12: Producción y consumo responsables (meta 12.2).

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura de Geología Estructural se enmarca en una línea de aprendizaje sobre aspectos geométricos de la Geología, enlazando con las materias de Cartografía Geológica y de Geofísica y Tectónica Global. Requiere el desarrollo de visión y razonamiento espacial, de representación y análisis gráfico, de capacidad de observación en el campo, y de interpretación cinemática-evolutiva de las estructuras geológicas. Esta asignatura tiene su continuidad en las asignaturas optativas del grado Análisis Estructural: técnicas y aplicaciones y Tectónica: cuencas y orógenos.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

La asignatura se enmarca en una línea de aprendizaje sobre aspectos geométricos de la geología, que engloba a las materias de Cartografía Geológica y de Geofísica y Tectónica Global. Requiere el desarrollo de visión y razonamiento espacial, de representación y análisis gráfico, de capacidad de observación en el campo, y de interpretación cinemática-evolutiva de las estructuras geológicas.  Su aprendizaje exigirá  más esfuerzo en el ámbito de la comprensión y el razonamiento que en el puramente memorístico.

Se recomienda: (1) asistir a todas las actividades de la asignatura, (2) seguir la asignatura con un plan de trabajo continuado, estudiando los contenidos teóricos conforme se imparten y llevar al día los trabajos y cuestionarios planteados y (3) hacer uso del material puesto a disposición del alumno en el Anillo Digital Docente y de las tutorías académicas.

 

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

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

1. Competencias Generales y Básicas

CG01 - Conocer y aplicar conceptos, principios, metodologías, modelos y teorías propios de la disciplina.

CG02 - Adquirir, clasificar e integrar diversos tipos de datos y observaciones.

CG03 - Formular y contrastar hipótesis mediante el análisis objetivo de datos y observaciones.

CG04 - Aplicar el conocimiento adquirido para abordar tanto casos usuales como nuevos.

CG05 - Planificar y realizar investigaciones que incluyan datos originales, e informar sobre las mismas.

CG06 - Recoger, almacenar y analizar datos utilizando las técnicas adecuadas.

CG07 - Desarrollar el trabajo de forma responsable y segura.

CG08 - Reseñar la bibliografía utilizada en los trabajos de forma adecuada.

CG09 - Utilizar inglés científico tanto para la obtención de información como para la transferencia de la misma.

CG10 - Intercambiar y debatir la información procedente de diversas fuentes de información (escrita, oral, numérica, gráfica).

CG11 - Transmitir adecuadamente la información de forma escrita, verbal y gráfica tanto para una audiencia especializada, como no especializada.

CG13 - Preparar, procesar, interpretar y presentar datos usando las técnicas cualitativas y cuantitativas adecuadas, incluyendo aplicaciones informáticas.

CG15 - Evaluar la propia actuación como individuo y como miembro de un equipo.

CG16 - Identificar objetivos para el desarrollo personal, académico y profesional y trabajar para conseguirlo.

CG17 - Desarrollar un método de estudio y trabajo versátil adaptable y flexible.

CG18 - Valorar las implicaciones morales y éticas de la investigación, así como la necesidad de respetar la integridad intelectual y los códigos de conducta profesionales.

CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

2. Competencias transversales

CT01 - Analizar y sintetizar la información de manera crítica.

CT02 - Tener capacidad para analizar y resolver problemas.

CT03 - Aplicar el conocimiento teórico a la práctica.

CT04 - Utilizar internet de manera crítica como herramienta de comunicación y fuente de información.

CT06 - Desarrollar capacidades para el aprendizaje y el trabajo autónomos.

CT07 - Adaptarse al trabajo en equipo.

CT08 - Reconocer y respetar todos puntos de vista y opiniones.

CT09 - Ser capaz de organizarse y planificarse.

CT10 - Saber comunicar por vía oral y escrita en la lengua nativa.

CT12 - Manejar suficientemente las herramientas informáticas y TIC vinculadas a la disciplina.

CT14 - Estar motivado por la calidad.

CT15 - Tener compromiso ético.

 3. Competencias específicas

CE01 - Aplicar las leyes básicas de la Física y Química al conocimiento de la Tierra y de los procesos geológicos.

CE03 - Recabar, analizar y sintetizar información de carácter geológico de manera rigurosa y crítica.

CE05 - Conocer y aplicar conceptos, principios, modelos y teorías propios de la Geología.

CE06 - Valorar la representatividad, exactitud, precisión e incertidumbre en la toma de muestras y de datos en campo y laboratorio.

CE07 - Recoger y analizar datos geológicos utilizando las técnicas adecuadas de campo y laboratorio.

CE08 - Identificar, clasificar y estudiar materiales y procesos geológicos en su dimensión temporal, así como los productos a que estos últimos dan lugar.

CE09 - Desarrollar la capacidad de visión y orientación espacial necesaria para la comprensión de problemas geológicos en diversos contextos.

CE10 - Desarrollar el trabajo de campo y/o laboratorio de forma responsable y segura.

CE13 - Elaborar cartografías geológicas y temáticas relacionadas con la Geología.

CE14 - Asesorar científica y técnicamente sobre temas geológicos.

CE15 - Participar en estudios de carácter paleogeográfico, oceanográfico y paleoclimático.

CE16 - Participar en los procesos de investigación exploración, explotación, evaluación y tratamiento de recursos geológicos y geomineros, energéticos y medioambientales.

CE21 - Reconocer la formación y evolución de cuencas sedimentarias en distintos contextos tectónicos.

CE22 - Diseñar, participar, elaborar e interpretar estudios e investigaciones en Geología Estructural y tectónica.

CE23 - Interpretar aspectos de la génesis y evolución de las cadenas montañosas.

CE24 - Realizar modelos geométricos, cinemáticos y dinámicos de desarrollo de estructuras tectónicas.

CE26 - Participar en la gestión de espacios naturales protegidos, parques geológicos y museos de ciencias.

CE30 - Participar en la gestión y supervisión de proyectos y contratos técnicos relacionados con las legislaciones sustantivas más próximas, como las leyes de Aguas, Costas, Edificación, Energía, Medio Ambiente, Minas, Suelo, Patrimonio Natural y Patrimonio Histórico.

CE31 - Elaborar estudios de riesgos geológicos y naturales.

CE32 - Realizar estudios geológicos y ambientales aplicados a la ordenación del territorio y obras de ingeniería, así como para normas subsidiarias municipales y planes y directrices de ordenación del territorio.

CE36 - Participar en la dirección técnica, supervisión y seguimiento de actividades de investigación de campo para estudios previos, anteproyectos y proyectos de obra civil y de edificación incluyendo la supervisión de sondeos de reconocimiento, muestreo, ensayos "in situ" y ensayos de laboratorio.

CE40 - Participar en planes de dinamización turística tanto de áreas urbanas como rurales (parques geológicos, museos de ciencias, centros de interpretación, inventario y estrategias de promoción de recursos geoturísticos, planificación y organización de itinerarios, rutas turísticas geológicas y paleontológicas, etc.).

CE41 - Participar en la elaboración de normativas y leyes estatales, autonómicas y locales en temas técnicos relacionados con la Geología.

2.2. Resultados de aprendizaje

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

1. Identifica los principales tipos de estructuras tectónicas y conoce sus características geométricas y sus mecanismos genéticos.

2. Realiza mapas, cortes geológicos y esquemas que reflejen la geometría de las estructuras y las relaciones entre ellas, a partir de observaciones de campo.

3. Mide en el campo la orientación de las estructuras tectónicas utilizando brújula y clinómetro.

4. Representa, trata y analiza los elementos estructurales, planos o lineales, mediante proyección estereográfica, sistema de planos acotados y bloques diagrama.

5. Localiza y lee artículos científicos en español y en inglés; selecciona y comprende la información relevante que contienen en relación con problemas concretos.

6. Trabaja de forma autónoma y en equipo; realiza y redacta un trabajo científico original; expone y defiende en público sus resultados.

7. Conoce y utiliza el léxico concreto de Geología Estructural tanto en español como en inglés. Las actividades desarrolladas en inglés en el conjunto de la asignatura se estiman en 1 ECTS. 

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. 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.
La Geología Estructural tiene, a la vez, importantes aplicaciones tecnológicas. El marco tectónico explica el desarrollo, geometría y evolución de las cuencas sedimentarias. La exploración y explotación de yacimientos minerales y energéticos (carbón, petróleo, gas), muchos de ellos controlados tectónicamente en su génesis o en su geometría final, precisa del estudio en profundidad de las macroestructuras. Las condiciones de explotación de rocas industriales depende también en muchos casos del conocimiento preciso de la geometría de las anisotropías que presentan. 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 laderas o colapsos kársticos, requiere también conocer la estructura de los materiales y aprender a detectar en ellos paleodeformaciones que puedan ser indicadoras 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) Actividades de evaluación continua durante el desarrollo presencial de la asignatura

En el desarrollo normal de la asignatura, es decir, realizado de forma presencial por el estudiante durante el curso, la evaluación se hará atendiendo a las siguientes actividades de evaluación continua:

a.1) Resolución de problemas y/o ejercicios prácticos. Se evalúan algunas de las prácticas realizadas durante el curso (su número dependerá del número de estudiantes) y deben entregarse a la semana siguiente de realizarla/entregarla en el aula. Se evalúan resultados de aprendizaje 1, 2, 4, 6 y 7.

a.2) Participación y/o presentación de notas de campo. Incluye (i) la participación y (ii) la revisión de las notas de campo de las excursiones. Se evalúan resultados de aprendizaje 1, 2, 3 y 7.

a.3) Trabajo práctico. Incluye (i) un trabajo individual con las observaciones, análisis, resultados e interpretaciones más relevantes obtenidas en una de las áreas de campo visitadas y seleccionada por el profesor o (ii) la resolución de un ejercicio práctico relacionado con una de las sesiones de seminario. Se evalúan resultados de aprendizaje 1, 2, 3, 4, 6 y 7.

a.4) Desarrollo de un trabajo con presentación oral. Los alumnos, por parejas, escogen uno de los temas propuestos y, tutelados por el profesor, (i) redactan y entregan una versión electrónica (formatos .doc, .pdf) del trabajo (mínimo 4 páginas), incluyendo los aspectos teóricos más relevantes y las figuras necesarias para facilitar la comprensión del tema por el resto de los estudiantes del grupo y la bibliografía utilizada correctamente referenciada, y (ii) realizan una presentación oral (con power point o similar; duración máxima 15 minutos) y defensa del tema ante el resto de estudiantes y el profesor en una sesión de seminario. Se evalúan resultados de aprendizaje 5, 6 y 7.

a.5) Pruebas escritas parciales. Durante el curso se realizan dos pruebas escritas parciales (estimadas en 2.30 h de duración cada una) que constan de dos partes: (a) cuestiones breves teórico-prácticas relacionadas con los aspectos básicos de cada parte del programa, con preguntas de tipo test y preguntas con respuestas cortas que pueden incluir dibujos de estructuras; (b) ejercicio práctico basado en las prácticas. Se evalúan resultados de aprendizaje 1, 2, 4 y 7.

El alumno que no haya superado la asignatura durante la evaluación continua (caso general) debe presentarse en el periodo de evaluación final, al menos, a las partes de la pruebas escritas parciales (actividad de evaluación a.5) no superadas durante el desarrollo del curso y, en su caso, realizar/entregar los documentos que se refieren a las actividades a.1, a.2, a.3 y a.4.

(b) Prueba global de evaluación

Los estudiantes que no hayan seguido la asignatura de forma presencial, y los que aun habiéndolo hecho así lo deseen, tienen derecho a una prueba global de evaluación (duración estimada en 4-5 horas) que comprende:

1) una prueba escrita, similar a la indicada en el apartado anterior pero sobre el conjunto de la asignatura, y

2) una prueba adicional, en la que el estudiante debe resolver varios ejercicios prácticos, similares a los realizados en el desarrollo presencial de la asignatura, con el único apoyo del material suministrado por el evaluador.

En este caso, los alumnos deben indicar esta elección al profesor con una antelación mínima de una semana antes del desarrollo de la prueba en el periodo final de evaluación de la asignatura.

Criterios de evaluación

(a) Criterios en la modalidad de evaluación continua

(a.1) Requisitos generales para superar la asignatura

1º) Entregar los informes de prácticas solicitados.

2º) Asistir, salvo causa justificada, a las sesiones prácticas de campo y entregar la memoria de prácticas de campo.

3º) Entregar, presentar y defender el tema desarrollado.

4º) Superar cada una de las partes de las pruebas escritas parciales (se puede compensar una de las cuatro partes siempre que la nota sea superior a 4,5 puntos).

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

La evaluación final se hace teniendo en cuenta el siguiente baremo que indica la proporción relativa de las distintas actividades de evaluación en la calificación final:

            - Resolución de problemas y ejercicios prácticos  . . . .  20 % (factor 0.2)

            - Participación y/o presentación de notas de campo . .   5 % (factor 0.05)

            - Trabajo práctico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    3 % (factor 0.03)

            - Desarrollo de un tema y presentación oral  . . . . . . . 12 % (factor 0.12)

            - Pruebas escritas parciales . . . . . . . . . . . . . . . . . .   60 % (factor 0.6)

En la práctica supone multiplicar la calificación obtenida en cada actividad de evaluación (evaluadas de 0 a 10) por el factor indicado y sumar los resultados para obtener la calificación total.

Los criterios de evaluación serán los mismos en la segunda y sucesivas convocatorias, y asimismo para los alumnos que pudieran seguir la asignatura de forma no presencial.

 

(b) Criterios en la modalidad de evaluación global

(b.1) Baremo de puntuación de la prueba global de evaluación

Del mismo modo, la evaluación final se hace teniendo en cuenta el siguiente baremo:

            1) Prueba escrita:    50 %

            2) Prueba adicional: 50 %

 

(c) Consideración final

Teniendo en cuenta el elevado número de pruebas y actividades que son objeto de evaluación, la calificación numérica obtenida por los estudiantes que hayan superado la asignatura podrá ser corregida al alza. Dicha corrección no será arbitraria, y representará el mismo incremento porcentual para todos los estudiantes.

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:

El programa de la asignatura no se considera como un fin en sí mismo, sino como un marco en el que se desarrolla el aprendizaje personal del estudiante, basado en una actitud activa y participativa. Los estudiantes disponen de apuntes y otros materiales y recursos bibliográficos que deben servir de base a su trabajo, y de referencias bibliográficas esenciales para ampliar información. Con ello, el tiempo que se destina a clases magistrales expositivas se reduce al máximo. 

Se pone énfasis en el aprendizaje significativo y práctico más que en el aprendizaje memorístico. De ahí que se realicen y evalúen diversas actividades de aplicación y de investigación empírica, y que las pruebas escritas se realicen disponiendo del material de consulta que se desee.

Las sesiones prácticas se dedican, en su mayoría, a ejercicios de representación y análisis de estructuras tectónicas, bien manualmente o mediante ordenador. Dos de ellas son sesiones de laboratorio dedicadas al estudio de muestras de mano, de láminas delgadas y a modelización analógica de deformaciones.

Durante las prácticas de campo se observan estructuras sobre el terreno, se miden sus orientaciones, se analiza su geometría, relaciones espaciales y cronológicas, y se recoge toda la información en mapas, cortes, fotografías y anotaciones en el cuaderno de campo.

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 ejercicios que hayan sido planteados expresamente para resolverse fuera del horario presencial; (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.

Se pondrá a disposición del estudiante las presentaciones utilizadas en las clases teóricas y, el primer día de clase, se proporcionará toda la información general del curso, que incluye la programación de todas las clases teóricas, prácticas y de campo y de las actividades de la evaluación continua.

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 estructuras tectónicas, y de los principales métodos de estudio a nivel geométrico, cinemático y dinámico.

Metodología:
    - Clases magistrales participativas  (3 ECTS; 30 horas presenciales). Clases impartidas por el profesor con apoyo o no de material audiovisual. Exposición/demostración de casos. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes.    

    - Seminarios: estudio de casos sobre guión-cuestionario (0,5 ECTS; 5 horas presenciales). Clases en grupo dirigidas por el profesor con apoyo o no de material audiovisual. Búsqueda de información y elaboración de material. Debate sobre los temas propuestos.

Actividad 2: Aprendizaje de los procedimientos de observación y toma de datos estructurales en campo.

Metodología: Prácticas de campo (2,5 ECTS; 5 jornadas de campo). Clases impartidas por el profesor en el campo, en contacto directo con el terreno y trabajo de campo dirigido por el profesor que sirven para integrar cuestiones explicadas previamente en el aula.

Actividad 3: Aprendizaje de los procedimientos de observación de estructuras a escala de muestra de mano y a escala microscópica. Manejo de métodos de reconstrucción y análisis geométrico, cinemático y dinámico de estructuras.

Metodología: Prácticas de laboratorio (3 ECTS; 30 horas presenciales; 10 sesiones de 3 horas). Clases prácticas con apoyo del profesor que sirven para integrar cuestiones explicadas previamente en el aula.

Tutorías. Resolución de dudas sobre cuestiones teóricas o prácticas de la asignatura y, especialmente, sobre los trabajos de los estudiantes y consultas sobre la evaluación de la asignatura.

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. PROGRAMA DE CONTENIDOS TEÓRICOS

Parte 1ª:  PRELIMINAR
1. Introducción. La Geología Estructural, Tectónica y Tectónica Global: objetivos y métodos de trabajo; desarrollo histórico. El estudio de las estructuras de deformación a nivel geométrico, cinemático y dinámico.
2. Sistemas de representación de estructuras tectónicas. Mapas y cortes geológicos; bloques diagrama. Orientación de planos y líneas; dirección y buzamiento; buzamiento aparente; inmersión y cabeceo. Notas de campo (símbolos convencionales). Anáslisis de la orientación de planos y líneas: Fundamentos de proyección estereográfica y equiareal. Sistema de representación en planos acotados.
3. Esfuerzo, deformación y comportamiento reológico. Conceptos y parámetros de deformación y esfuerzo. Relaciones esfuerzo-deformación; ensayos de laboratorio (ensayos tensionales y de compresión). Ensayos de corta o larga (creep) duración. Comportamiento reológico en los ensayos de corta duración: límite elástico, resistencia máxima y esfuerzo de rotura y comportamientos elástico, plástico y viscoso. Comportamiento en ensayos de larga duración: creep  primario, secundario y terciario. Analogías físicas y ecuaciones constituyentes de los distintos tipos de comportamientos elastico, viscoso (viscoelástico, elastico-viscoso), plástico ideal, elástico-plástico y comportamiento general de las rocas. Factores que condicionan el comportamiento reológico de las rocas: litología, temperatura, presión confinante, tiempo, magnitud del esfuerzo, tasa de deformación, presión de fluidos en los poros (presión efectiva). Clasificación de las rocas según su comportameinto reológico (frágil y dúctil, competente e incompetente). Comportamiento reológico con la profundidad: niveles estructurales.

Parte 2ª:  ESTRUCTURAS  FRÁGILES (o DE  DEFORMACIÓN  DISCONTINUA)
4. Conceptos básicos de esfuerzos. Esfuerzo como vector: componente normal y tangencial. Cálculos simples de esfuerzos. Esfuerzos debidos a fuerzas de contacto. Estado de esfuerzos en un punto. Tensor y elipsoide de esfuerzos (ejes principales de esfuerzos). Tipos de estados de esfuerzos. Resolviendo el estado de esfuerzos sobre un plano: Análisis de esfuerzos en dos dimensiones mediante el círculo de Mohr. Esfuerzo medio, esfuerzo desviatorio y esfuerzos diferencia. Campos y trayectorias de esfuerzos. El campo de esfuerzos litostático y el gradiente de esfuerzos litostático.
5. Mecánica de la fracturación de las rocas. Los modos de fracturación fundamentales (modos I, II y III). Introducción a la mecánica de rocas (ensayos de tracción y compresión). El criterio de fractura de Coulomb: línea de resistencia intrínseca; cohesión y ángulo de rozamiento interno. Envolvente de Mohr. Criterio de fractura de Griffith. Influencia de la presión de fluidos (criterio de fractura de von Mise). Deslizamiento sobre discontinuidades previas (deslizamiento friccional y ley de Byerlee). Clasificación de fracturas y el círculo de Mohr.
6. Diaclasas y diaclasas híbridas de tensión y cizalla. Definición. Geometría de las diaclasas: forma, apertura y superficie de la diaclasa. Ornamentaciones o marcas plumosas (origen, zona de espejo..., eje de la pluma, costillas, líneas de parada...). Propagación de las diaclasas: análisis fractográfico. Familias sistemáticas y no sistemáticas de diaclasas. Sistemas de diaclasas y estilos 'arquitectónicos' (Hancock, 1985). Espaciado de las diaclasas y relación espaciado/espesor de la capa. Continuidad lateral y vertical de las diaclasas: capa mecánica. Proceso de formación de las diaclasas: mecanismo de relleno secuencial. Criterios de cronología relativa entre diaclasas. Interpretación dinámica de las diaclasas y de diaclasas híbridas de tensión y cizalla (joint spectra): relación con los ejes de esfuerzos y su localización en el círculo de Mohr.

7. Juntas estilolíticas y juntas de extensión. Definición de juntas y picos estilolíticos. Geometrías de las superficies estilolíticas y de los estilolitos: estilolitos normales y oblicuos, juntas estratiformes y transversas. Génesis de las superficies estilolíticas: mecasnimos de presión disolución. Estrilolitos y estrías estrilolíticas. Cuantificación del acortamiento. Relación de las juntas estilolíticas y estilolitos con los ejes de esfuerzos y el círculo de Mohr. Definición y características de las juntas y grietas de extensión. Geometría y tipos de relleno. Criterios para determinar la dirección de extensión (textura del relleno, geometría de las grietas, objetos desplazados,...). Relación con los ejes de esfuerzos: juntas de extensión puras y oblicuas. Grietas de extensión y el plegamiento. Relaciones entre las juntas estilolíticas y las juntas de extensión: implicaciones dinámicas.
8. Fallas. Definición de falla, zona de falla y zona de cizalla. Clasificación de las fallas basadas en aspectos geométricos: a) la disposición y geometría del plano de falla, b) el tipo de movimiento (rotacional, no rotacional). Elementos geométricos de las fallas (punto/línea de terminación y fallas ciegas, escarpe de falla, punto/línea de corte). El deslizamiento (net slip) de una falla y sus componentes. La separación (vertical, estratigráfica,...) de marcadores planares. Cinemática de las fallas y  clasificación: fallas normales, inversas, de desgarre y rotacionales o en tijera. Nomenclatura de las fallas de deslizamiento oblícuo. Criterios para determinar la dirección, sentido y magnitud del desplazamiento a partir a) de la superficie del plano de falla (estriaciones, escalones estrilolíticos o de recristalización...), b) de la información cartográfica (proyección ortográfica y estereográfica) y c) de estructuras relacionadas cinemáticamente (pliegues de arrastre). Fallas contraccionales y extensionales y su representación en zonas con poca deformación. Sistemas de fallas: sistemas imbricados, horses y duplexes, fallas conjugadas, fallas mayores y menores, fallas sintéticas y antitéticas. Cinemática de las fallas conjugadas.  Dinámica: modelo de fallas de Anderson: relación entre las fallas conjugadas y los ejes de esfuerzos. Reactivación de fallas y tectónica de inversión. Rocas de falla: frágiles (brechas; harinas de falla; cataclasitas, psudotaquilitas) y dúctiles (milonitas).
9. Cabalgamientos y fallas inversas: tectónica compresiva. Definición y características generales. Elementos geométricos y tipos de cabalgamientos (cabalgamientos, láminas y mantos de cabalgamiento). Tectónica de “piel fina” y de “piel gruesa”. Cartografía de cabalgamientos (cabalgamiento principal, isleo tectónico y ventana y semiventana tectónica). Caracterísitcas geométricas de los cabalgamientos en escalera. Tipos de rampas (frontal, oblicua, lateral). Pliegues asociados: de acomodación, propagación y despegue. Sistemas de cabalgamientos: terminología (antepais, traspais, sistemas imbricados, duplex, retrocabalgamiento, apilamiento antiformal...). Zonas de relevo y fallas de transferencia. Cinemática de cabalgamientos: criterios para determinar la dirección de transporte y la edad de la estructura (cuencas de antepaís y de piggy-back). Depositos sintectónicos y estructuras sinsedimentarias. Geometría de los depósitos sintectónicos (onlap, offlap, engrosamiento de capas, discordancia sintectónica, discordancia progresiva). Secuencia de cabalgamientos (bloque inferior, bloque superior, fuera de secuencia). Restiyución palinspástica y cálculo del acortamiento. El modelo de cuña orogénica. Ambiente tectónico.
10. Fallas normales: tectónica extensional. Definición y características generales. Elementos geométricos y principales geometrías de las fallas normales (fallas planas, lístricas y en escalera). Macro y mesoestructuras asociadas a fallas normales: anticlinales de roll-over, pliegues de acomodación de fallas y pliegues de arrastre. Sistemas de fallas normales: estructuras de horst y graben, semigrábenes, dúplex extensionales, fallas de despegue, abanicos lístricos, fallas sintéticas y antitéticas, fallas de relajación y de transferencia...). Modelos cinemáticos básicos de fallas normales. Secuencias de fallas normales. Sedimentación sintectónica en cuencas extensionales. Determinación del estiramiento causado por fallas normales. Campos de esfuerzos: extensión uniaxial, triaxial y multidireccional. Ambiente tectónico. Rifts: tipos; arquitectura general; rasgos evolutivos. Extensión tardía en orógenos.
11. Fallas direccionales: tectónica de desgarre. Definición y características generales. Elementos geométricos y patrones cinemáticos de fallas. Zonas de flexión de falla y de relevo compresivo y extensivo: geometría, terminología y estructuras menores asociadas. Transpresión y transtensión: estructuras en “flor positiva” y “flor negativa”. Cuencas de pull-apart y pop-ups. Aspectos dinámicos: campos de esfuerzos de desgarre; perturbaciones de trayectorias. Ambiente tectónico: tectónica de desgarre en bordes de placa y en dominios intraplaca, fallas transformantes, tectónica de escape.

12. Zonas de cizalla semifrágil. Definición y características generales de las zonas de cizalla. Tipos de zonas de cizalla. Geometría de las ZCS y estructuras menores. Dirección y sentido de la cizalla. Modelización de una ZCS (El experimento de Riedel) y el desarrollo de fracturas de cizallas (R o Riedels, R' y P) y de tracción (T) menores y otros tipos de estructuras (S, pliegues, cabalgamientos,...). Deformación progresiva en las zonas de cizalla. Sistemas de ZCS. conjugadas.

Parte 3ª:  ESTRUCTURAS  DE  DEFORMACIÓN  CONTINUA
13. Conceptos básicos de deformación. Definición y tipos de deformación. Clasificación de la deformación interna: homogénea/heterogénea, continua/discontinua, frágil/dúctil. Vector, trayectoria y campo de desplazamiento. Deformación finita, infinitesimal y progresiva. Medida y representación de la deformación: deformación de cuerpo rígido (traslación y rotación) y deformación no rígida (deformación longitudinal, deformación angular o de cizalla y dilatación). Deformación homogénea en dos y tres dimensiones: elipse y elipsoide de deformación y ejes principales de deformación. Tipos de elipsoides de defomración: el diagrama de Flinn. Deformaciones especiales (coaxial/no coaxial, rotacional/no rotacional,  cizalla simple y cizalla pura). Deformación progresiva y la longitud de las líneas deformadas: zonación de la elipse de deformación finita.

14. Mecanismos de deformación dúctil a escala textural. Introdución y tipos de mecanismos de deformación dúctil (primarios, secundarios y otros mecanismos). Mecanismos primarios: de translación (maclación mecánica y deslizamiento intracristalino) y de difusión (creep de Nabarro-Herring, creep de Cobble u mecanismo de disolución-cristalización). Mecanismos secundarios: cataclasis y flujo cataclástico y el kinking (rotación mecáncia). Otros mecanismos de deformación: Recuperación (recovering) y recristalización estática (anealing) o dinámica. Mecanismos de deformación y condiciones ambientales. Los mapas de deformación de minerales y principales condicionantes (tamaño de grano, presencia de agua).

15. Fábricas tectónicas. Introducción: concepto de fábrica. Clasificaciones de fábricas (primaria/secundaria, isotrópa/anisotrópa, mesoscópica/microscópica, cristalográfica, penetrativa/no penetrativa, dimensional). Tipos de fábricas dimensionales: planar (foliación), linear (lineación) y fábrica doble. Tectonitas (L, S, S-L, S-C). Fábricas tectónicas y su relación con el elipsoide de deformación. Foliaciones. Mecanismos de formación y tipos de foliación: discontinuas (espaciada, estilolítica, grosera, de crenulación) y continuas (pizarroza o de flujo, esquistosidad s.s. y bandeado gneísico). Significado genético de la foliación (esquistosidad) y relación con el elipsoide de deformación. Lineaciones. Introducción y tipos de lineaciones:  de intersección (entre So y S1, entre dos S1 o estructuras en lápiz, y lineación de crenulación), de estiramiento de objetos pretectónicos (varillas) y lineaciones minerales. Mullions y boudinage. Significado de las lineaciones y su relación con el elipsoide de deformación.
16. Pliegues: geometría. Definición y ambiente tectónico. Interés científico y económico. Elementos físicos y geométricos (partes de un pliegue: punto/línea/zona de charnela, flancos, núcleo, puntos/líneas de inflexión, curvatura, superficie axial). Elementos de una superficie plegada (punto/linea de cresta y de surco, culminaciones y depresiones, etc). Tamaño de un pliegue aislado o un tren de pliegues. Descripción de pliegues: forma, apretamiento, tamaño y disposición. Clasificación de pliegues según a) la dirección de la concavidad/convexidad, b) la edad relativa de las rocas, c) la forma del pliegue (Hudleston, 1973), d) la forma del pliegue y la geometría de la superficie axial, e) la simetría (vergencia), f) la disposición del pliegue (diagrama de Fleuty), g) el apretamiento del pliegue, y h) los cambios en la longitud de onda y/o amplitud. Clasificación y diagrama de Ramsay. Terminación de los pliegues. Asociaciones de pliegues de gran escala (anticlinorio, sinclinorio, cinturones de pliegues, pliegues en relevo o escalonados....). Superposición de pliegues y patrones de interferencia. Estilos de plegamiento.
17. Mecanismos de plegamiento y modelos cinemáticos. Plegamiento activo y plegamiento pasivo. Clasificación genética de Donath y Parker (1964). Tres mecanismos y cinco modelos cinemáticos de plegamiento a escala meso- y macroscópica: Flexión (flexural-slip, flexural flow y plegamiento por pérdidad de volumen), modificación de la forma del pliegue por aplastamiento homogéneo superpuesto y flujo (plegamiento por cizalla trasnversa a las capas). 1) Mecanismo de flexión: bending, buckling y el tipo especial kinking. Deformación interna de las capas en el plegamiento flexural: deformación lonfitudinal en la charnela y deformación de cizalla (flexo-deslizamiento y flexo-fluencia) en los flancos. Pliegues por flujo flexural y pliegues por pérdida de volumen. 2) Mecanismo de aplastamiento: homogéneo e inhomogéneo. Foliación (esquistosidad) asociada al aplastamiento. Foliación de plano axial, refracción de la esquistosidad, abanicos de esquistosidad. Combinación de flexión y aplastamiento. 3) Mecanismo de flujo. Tipos de deformación por flujo. Pliegues  de cizalla. Ambiente tectónico del plegamiento.

18. Zonas de cizalla dúctil. Características generales. Zonas de cizalla dúctil con marcadores pasivos previos; pliegues asociados. Fábricas de deformación interna en zonas de cizalla dúctiles (foliación, fábricas S-C...). Marcadores de la cizalla Zonas de cizalla conjugadas.

Parte 4ª:  OTRAS ESTRUCTURAS (a desarrollar en los trabajos de los estudiantes)
19. Estructuras salinas. Diapiros.

20. Estructuras gravitacionales: deslizamientos, slumps, olistolitos...

21. Estructuras de impacto. Meteoritos.

22. Superposición de estructuras (pliegues pasivos y flexurales y superposición de fracturas, foliaciones, lineaciones...) y la deformación polifásica. 

23. Tectónica de inversión de fallas: reactivación de fallas sinsedimentarias y la inversión positiva y negativa.

24. Estructuras tectónicas en cuerpos intrusivos (plutones) y enjambres de diques. Relación con el campo de esfuerzos regional.

25. Estructuras no tectónicas en Geología Estructural.

 

II. SEMINARIOS

1. El dibujo de esquemas geológicos a partir de fotografías de afloramiento.

2. La toma de datos de orientación de líneas y planos con la brújula.

3. Ejercicios sobre esfuerzos y componentes del esfuerzo.

4. Análisis de esfuerzos con el círculo de Mohr en 2D.

5. Representación (y lectura) de líneas y planos sobre (a partir de) el mapa y proyección estereográfica.

 

III. PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE GABINETE, LABORATORIO y ORDENADOR


1. Cortes geológicos (I) realizados a partir de mapas geológicos con pliegues, fallas normales y discordancias. 

2. Cortes geológicos (II) realizados a partir de mapas geológicos con pliegues, cabalgamientos y discordancias.

3. Métodos de representación en 3D (I). Mapa de contornos estructurales y cálculo de saltos de falla. Historias geológicas de distintos cortes geológicos.

4. Cortes geológicos (III) realizados a partir de mapas geológicos de la serie MAGNA y/o con pliegues recumbentes.

5. El experimento de Riedel: estudio empírico del desarrollo de zonas de cizalla semifrágil.

6. Proyección estereográfica (I). Representación manual, lectura y tratamiento básico de: Líneas y planos, polos de planos, buzamientos reales y aparentes, cabeceo de una línea, líneas contenidas en planos, intersección de planos.

7. Proyección estereográfica (II). Ángulos entre líneas y planos. Proyección de líneas en planos, Ajustes de líneas y planos a círculos mayores y menores. Basculamientos y rotaciones.

8. Fábricas tectónicas. Observación y clasificación en muestras de mano (y lámina delgada); identificación de elementos de fábrica y relación con elipsoides de deformación. Proyección ortográfica. Sistema de representación de planos acotados. Buzamientos reales y aparentes; problema de los tres puntos. Intersección de planos.

9. Proyección estereográfica (III). Diagramas de densidad. Usar un diagrama de densidad para calcular el eje de un pliegue (análisis geométrico y cinemático básico de pliegues flexurales y rotaciones). Programas de ordenador: Representación y análisis automático de conjuntos de datos mediante aplicaciones informáticas, ajustes automáticos de conjuntos de líneas, cálculo de orientaciones medias.

10. Proyección estereográfica (IV). Análisis de la paleo-orientación de pliegues con foliación de plano axial y lineaciones asociadas situados debajo de una discordancia angular. Cálcuo de la orientación de los principales ejes de esfuerzos a partir  de estilolitos (picos de estilolíticos), juntas de extensión y sistemas conjugados de fallas.

 

IV. PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE CAMPO

Jornada 1
- Lugar: Corte del Embalse de Vadiello (Huesca); Mesozoico y Cenozoico.
- Actividades:  Toma de datos de campo de orientación de las capas y observaciones de detalle de la estructura en una transversal a las Sierras Exteriores aragonesas por la carretera del Embalse de Vadiello y, partir de estos datos y de la cartografía, realización del corte geológico y su interpretación.

Jornada 2 
- Lugar: Corte del Río Isuela (Huesca); Mesozoico y Cenozoico.
- Actividades: Reconocimiento de la estructura del frente surpirenaico. Observaciones a escala cartográfica y de afloramiento de estructuras de carácter frágil y dúctil y toma de datos estructurales. Relaciones tectónica-sedimentación en relación con pliegues. 

Jornada 3
- Lugar: Aliaga (Teruel); Mesozoico y Cenozoico.
- Actividades:  Estudio de la deformación polifásica. Estructuras de inversión positiva de una cuenca extensional. Reconstrucción geométrica y cinemática de pliegues superpuestos. Relaciones tectónica-sedimentación. 

Jornada 4
- Lugar: Montalbán (Teruel); Mesozoico y Cenozoico.
- Actividades:  Corte geológico a escala macroestructural de un sistema de cabalgamientos, pliegues asociados y relaciones tectónica-sedimentación. Estudio de estructuras discontinuas a escala de afloramiento (fallas, estilolitos, juntas de extensión): esquemas de campo, medición de orientaciones, análisis de relaciones cronológicas.

Jornada 5
- Lugar: Sierra de Algairén-Paniza (Zaragoza); Paleozoico.
- Actividades: Reconocimiento de un catálogo de estructuras comunes de deformación dúctil y frágil. Manejo de brújula y toma de datos estructurales en grupos de trabajo. Análisis de relaciones estratificación/foliación, medición de orientaciones, interpretación de mecanismos de plegamiento.

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

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Los 9 ECTS de esta asignatura de primer semestre conllevan 90 horas de actividades presenciales, que se distribuyen en:

- 30 horas de clases teóricas (3 h semanales).

- 5 horas de sesiones de seminario.

- 30 horas de prácticas de gabinete, laboratorio y ordenador (1 sesión semanal de 3 h, 10 sesiones).

- 25 horas de prácticas de campo (5 jornadas).

 

Calendario:

- 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.

- Las fechas de entrega de cuestionarios, prácticas, memorias de campo y trabajo individual se irán indicando a lo largo del curso. 

- Los horarios de tutoría se comunicaran por el profesor el primer día de clase.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=26408