Cómo realizar una gráfica de densidad de polos en stereonet

El Stereonet es una herramienta fundamental en geología estructural para representar y analizar datos orientacionales, especialmente la orientación de planos (como estratos, fallas, diques) y líneas (como líneas de intersección o ejes de pliegues). Una aplicación clave del Stereonet es la construcción de diagramas de densidad de polos, que permiten visualizar la concentración espacial de orientaciones y obtener información sobre las estructuras geológicas presentes.

¿Qué es un diagrama de densidad de polos?

Un diagrama de densidad de polos es una representación gráfica en Stereonet que muestra la concentración de polos de planos. El polo de un plano es un punto en la esfera que representa la dirección perpendicular al plano. Al proyectar múltiples polos de planos en un Stereonet, se puede observar la concentración de puntos, indicando posibles familias de planos con orientaciones similares. La densidad de estos puntos nos da información sobre la dominancia de ciertas orientaciones estructurales en una zona.

Pasos para realizar una gráfica de densidad de polos en Stereonet

Para construir un diagrama de densidad de polos en un Stereonet, se siguen los siguientes pasos:

Recopilación de datos

El primer paso es recopilar datos de orientación de planos. Esto implica medir la dirección (azimut) y el buzamiento de cada plano en el campo. Se suelen utilizar brújulas geológicas y clinómetros para estas mediciones.

Cálculo de los polos

Una vez que se tienen las mediciones de dirección y buzamiento, se calculan las coordenadas del polo de cada plano. Se puede realizar este cálculo manualmente usando fórmulas trigonométricas o con software de geología.

Fórmulas para el cálculo manual:

Para calcular las coordenadas del polo (Trend y Plunge) a partir de la dirección (azimut) y buzamiento (dip) de un plano se utilizan las siguientes fórmulas:

• Trend (T): T = Azimut + 90° (si el azimut está entre 0° y 180°) o T = Azimut - 90° (si el azimut está entre 180° y 360°)
• Plunge (P): P = 90° - Dip

Donde:

• Azimut: Dirección del plano medida en grados desde el norte.
• Dip: Buzamiento del plano medido en grados desde la horizontal.

Ejemplo: Un plano con azimut 135° y buzamiento 45° tendrá un polo con:

• Trend: 135° + 90° = 225°
• Plunge: 90° - 45° = 45°

Proyección en el Stereonet

Los polos calculados se proyectan en un Stereonet. Existen varios tipos de Stereonet, pero los más comunes son los de proyección estereográfica inferior (lower hemisphere) y superior (upper hemisphere). La elección depende de la convención utilizada.

En el Stereonet, cada punto representa un polo. Su posición indica la orientación del plano correspondiente.

Creación del diagrama de densidad

Una vez que todos los polos están proyectados, se crea el diagrama de densidad. Esto implica dividir el Stereonet en áreas iguales (usualmente círculos concéntricos y sectores) y contar el número de polos que caen dentro de cada área. El número de polos en cada área se puede representar mediante diferentes símbolos o colores, indicando la densidad de polos en esa región.

Existen softwares que automatizan este proceso, facilitando la generación de diagramas de densidad de polos de forma rápida y precisa.

Interpretación de diagramas de densidad de polos

La interpretación de un diagrama de densidad de polos permite obtener información valiosa sobre la geometría de las estructuras geológicas. Las agrupaciones de puntos (zonas de alta densidad) indican familias de planos con orientaciones similares, sugiriendo una posible estructura geológica dominante.

Por ejemplo, una concentración de polos puede indicar:

• Una familia de estratos: Si los polos están agrupados, sugiere que la roca está estratificada y que los estratos tienen una orientación similar.
• Un sistema de fallas: Un conjunto de polos agrupados podría representar un sistema de fallas con una orientación preferencial.
• Un sistema de diques: De forma similar, la concentración de polos puede representar la orientación de un conjunto de diques.

La dispersión de los polos, por otro lado, indica una mayor variabilidad en las orientaciones de los planos.

Software para la construcción de diagramas de densidad de polos

Existen varios softwares de geología que facilitan la construcción de diagramas de densidad de polos. Algunos de los más populares incluyen:

• StereoNet: Un software gratuito y de código abierto, muy utilizado en la comunidad geológica.
• Rocscience RS2: Un software comercial potente que ofrece una amplia gama de herramientas para el análisis geotécnico, incluyendo la construcción de diagramas de densidad de polos.
• Leapfrog Geo: Un software de modelado 3D que también permite la creación de diagramas de densidad de polos.

Estos softwares simplifican el proceso al automatizar el cálculo de polos y la generación del diagrama de densidad, permitiendo una interpretación más eficiente y precisa.

Consultas habituales

A continuación, se responden algunas consultas habituales relacionadas con la construcción de diagramas de densidad de polos en Stereonet:

¿Qué es la proyección estereográfica?

La proyección estereográfica es un método de proyección cartográfica que proyecta puntos de una esfera sobre un plano. Es ampliamente utilizada en geología estructural para representar datos de orientación espacial en dos dimensiones, facilitando el análisis de las relaciones geométricas entre diferentes estructuras.

¿Cuál es la diferencia entre el hemisferio superior e inferior?

La elección entre el hemisferio superior e inferior en un Stereonet es una cuestión de convención. El hemisferio superior representa la mitad superior de la esfera, mientras que el hemisferio inferior representa la mitad inferior. La elección no afecta la información representada, solo la forma en que se visualiza.

¿Cómo se interpreta un diagrama de densidad de polos con alta dispersión?

Un diagrama de densidad de polos con alta dispersión indica que las orientaciones de los planos son muy variables, lo que sugiere una falta de una estructura dominante o un evento tectónico complejo con múltiples fases de deformación.

¿Qué hacer si se tiene un gran número de datos?

Si se tiene un gran número de datos, es recomendable utilizar software especializado para la construcción del diagrama de densidad de polos. Estos softwares pueden manejar grandes conjuntos de datos y automatizar el proceso de generación del diagrama.

Tabla comparativa de software