DEFORMACIÓN DE LA CORTEZA TERRESTRE: FALLAS Y PLIEGUES

Deformación Comportamiento de los materiales ante los esfuerzos . La dinámica de las placas somete a las rocas a esfuerzos que pueden ser de compresión, distensión y cizalladura. Ante ellos, las rocas sufren plegamientos, roturas o dislocaciones. Cuando esto ocurre, se dice que la roca se ha deformado por compresión, cizalladura, distensión o tracción.

Tipos de deformación Las rocas, al igual que cualquier otro material, se deforman ante la acción de esfuerzos externos. Nosotros no captamos esa deformación, pero sí podemos saber cuándo una roca está deformada. Estudiando la deformación podemos saber cómo han sido los esfuerzos que la produjeron y, por tanto, reconstruir la actividad tectónica pasada en una región.

Cualquier material se puede deformar de tres maneras:  Deformación elástica: el material se deforma, pero cuando cesa el esfuerzo, la deformación desaparece (por ejemplo una goma elástica). Es, por tanto, una deformación reversible.  Deformación plástica: la deformación se mantiene aunque el esfuerzo desaparezca (como ocurre con la  plastilina). La deformación es irreversible.  Deformación frágil: el material se fractura como respuesta al esfuerzo (sería el caso de un vidrio roto). Al igual que la anterior, también es irreversible.

Cuando estas deformaciones se producen en los materiales terrestres dan lugar a estructuras geológicas reconocibles, como son:  Pliegues, cuando la deformación sufrida por las rocas es de tipo plástica. Los materiales se doblan dándonos idea de qué fuerzas los plegaron.  Fallas y diaclasas son deformaciones frágiles. Las rocas aparecen rotas y, generalmente, hay separación entre las partes fracturadas.

Pliegues Son deformaciones plásticas que afectan a varios estratos Pliegues   Son deformaciones plásticas que afectan a varios estratos. Se visualizan fácilmente por la pérdida de horizontalidad de los estratos.

Principales tipos de estructuras Pliegues

Principales tipos de estructuras Tipos de pliegues - Anticlinal: estratos más antiguos hacia adentro, por lo general son convexos hacia arriba. Si no cumple la condición de los estratos antiguos hacia adentro se denomina antiforma Anticlinal

Principales tipos de estructuras Tipos de pliegues - Sinclinal: estratos más jóvenes hacia adentro, por lo general son cóncavos hacia arriba. Si no cumple la condición de estratos más jóvenes se denomina sinforma Sinclinal

Principales tipos de estructuras Tipos de pliegues - Monoclinal: poseen un solo flanco. Asociados generalmente al movimiento de fallas subyacentes

Principales tipos de estructuras Tipos de pliegues - Homoclinal: estratos que se inclinan en una dirección con un ángulo uniforme

PARTES DE UN PLIEGUE

Elementos geométricos de los pliegues Partiendo de un pliegue tipo, como el de la figura:  Flancos: cada una de las superficies que forman el pliegue.  Charnela: la línea de unión de los dos flancos (línea de máxima curvatura del pliegue). Plano o superficie axial: plano imaginario formado por la unión de las charnelas de todos los estratos que forman el pliegue. *  Su alejamiento de la vertical indica la vergencia o inclinación del pliegue. Eje del pliegue: línea imaginaria formada por la intersección del plano axial con un plano horizontal.

PLIEGUES

Tipos de pliegues Se pueden clasificar atendiendo a diversos factores de forma independiente. 1. Por la disposición de las capas: Anticlinal: los materiales más antiguos están situados en el núcleo del pliegue.  Sinclinal: son los materiales más modernos los que se sitúan en el núcleo o centro del pliegue.  Monoclinal o pliegues en rodilla: sólo tienen un flanco.  

TIPOS DE PLIEGUES

TIPOS DE PLIEGUES

2. Por su simetría: Simétricos: el ángulo que forman los dos flancos con la horizontal es aproximadamente el mismo. Asimétricos: los dos flancos tienen inclinaciones claramente distintas.

3. Por el plano axial: Recto: el plano axial es vertical 3. Por el plano axial: Recto: el plano axial es vertical. Inclinados: el plano axial forma un ángulo con la vertical. Tumbados: el plano axial es casi horizontal.

4. Por el espesor de las capas: Isópacos o concéntricos: el espesor de cada estrato no varía a lo largo del pliegue. Se atribuye su origen a esfuerzos de tipo flexión.  

Anisópacos o similares: el espesor es mayor en la zona de charnela y menos en los flancos. Su origen es por compresión.

Esfuerzo y deformación Mármol (dúctil) Cuarcita (frágil)

Esfuerzo y deformación Dúctil Frágil

Fallas Fracturas de la corteza a lo largo de la cuales ha ocurrido desplazamiento apreciable. Amplio rango de escalas espaciales, desde algunos cm (microfallas) hasta miles de km (grandes zonas de falla)

Fallas Pueden ser activas o inactivas (evidencia de actividad tectónica anterior) Presentan: - Salbanda de falla: material arcilloso, coherente, resultado de la ruptura y pulverización de bloques de roca a ambos lados de la falla. - Espejos de falla: Rocas con superficies pulidas y estriadas (o con surcos).

Tipos de fallas Con desplazamiento vertical Normales: el bloque superior desciende. Generalmente tienen inclinaciones > 60°, aunque pueden ser horizontales. Son el resultado de esfuerzos de tensión, que alargan la corteza. Comunes en centros de expansión (bordes divergentes)

Tipos de fallas - Inversas y cabalgamientos: el bloque superior asciende. Implican procesos de acortamiento cortical, como resultado de esfuerzos compresionales. Son comunes en zonas de subducción y bordes convergentes. Falla inversa: pequeñas (m), inclinación > 45°Cabalgamiento: tamaño variable (km), inclinación < 45°

Estratos más viejos pueden quedar por encima de estratos más jóvenes...

Con desplazamiento horizontal: movimiento paralelo a la dirección del plano de falla, resultado de esfuerzos cortantes. Suelen ser lineales y de gran tamaño, conformadas por varios tramos paralelos que a menudo son control estructural para las corrientes. Bordes pasivos entre placas

Con desplazamiento vertical Las combinaciones de varias fallas normales en un ambiente distensivo definen dos tipos de estructuras: horst (bloques levantados) y graben (bloques hundidos)

Principales tipos de estructuras Tipos de fallas Con desplazamiento horizontal

Principales tipos de estructuras Tipos de fallas Con desplazamiento horizontal

Principales tipos de estructuras Tipos de fallas Con desplazamiento oblicuo: fallas que tienen componentes tanto horizontal como vertical Se describen con sus dos movimientos: Falla sinestral con componente normal

Principales tipos de estructuras Generación de sismos Rebote elástico: a medida que la roca se deforma va almacenando energía elástica. Cuando se supera el punto de ruptura ocurre la liberación de la energía almacenada (sismo) y el proceso comienza de nuevo

Principales tipos de estructuras Reconocimiento en campo de fallas Rocas metamórficas dinámicas Unidades geológicas de ambiente muy distinto agrupadas Repetición u omisión de unidades Contactos litológicos Terminación brusca de estructuras Criterios topográficos: drenajes alineados, silletas, facetas triangulares, ...

Principales tipos de estructuras Diaclasas Rupturas sin desplazamiento apreciable. Suelen producirse en grupos aproximadamente paralelos, son las estructuras tectónicas más comunes Pueden tener distintos orígenes: columnares (contracción al cristalizar masas ígneas), lajamiento (descompresión y cambios en la condición de esfuerzos) o por deformación de la corteza externa (la roca se rompe de manera frágil) Definen bloques que experimentan otros procesos geológicos: deslizamientos, meteorización química, ...

Principales tipos de estructuras Diaclasas

Fracturas de extensión o de modo I Fracturas de extensión o de modo I. Presentan movimiento relativo perpendicular a las paredes de la fractura. Fracturas de cizalle. El movimiento relativo es paralelo a la superficie de fractura. Fracturas de cizalle de modo II. El movimiento es un deslizamiento perpendicular al borde de la fractura. Fracturas de cizalle de modo III. El deslizamiento es paralelo a la superficie y paralelo al borde o margen de la fractura.