10a.estructuras geológicas deformaciones

8/16/2019 10a.estructuras Geológicas Deformaciones

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GEOLOGÍA

Ana María Olalla A.Septiembre 2015 – Febrero 2016

U.4



ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS

DEFORMACIÓN DE LA CORTEZA TERRESTRE

•

Plegamiento• Fallamiento



ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS

DEFORMACIÓN DE LA CORTEZA TERRESTRE

→ Deformación

• Fuerza

• Esfuerzo



ESTRUCTURAS GEOLÓGICASDeformación de la Corteza Terrestre

TIPOS DE ESFUERZO

• Esfuerzo de compresión o compresional

• Esfuerzo tensional

• Cizallamiento



Deformación de la corteza terrestre provocada por lasfuerzas tectónicas y los esfuerzos asociados resultantes del

movimiento de las placas litosféricas.

E

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Esfuerzo

Tensional

Cizallamiento




TIPOS DE DEFORMACIÓN

• Elástica

• Frágil

• Dúctil




FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIADE LA ROCA

• Temperatura

• Presión de Confinamiento

• Tipo de roca

• Tiempo de aplicación del esfuerzo



Estratos sedimentarios deformados, expuestos en un corte decarretera (Palmdale, California). Además del plegado, estratos decolor claro se muestran a lo largo de una falla localizada a la

derecha de la fotografía. (Fotografía de E.J.Tarbuck, en Lutgens et al. 2012)




ESTRUCTURAS FORMADAS POR DEFORMACIÓNDÚCTIL

•

Pliegues: – Anticlinales: pliegues convexos.

– Sinclinales: pliegues cóncavos.

–

Monoclinales. • Domos y cuencas



Partes de un pliegue (Tomado de Tarbuck J. & Lutgens G.)



Pliegue Anticlinal (Fotografía de E.J.Tarbuck, en Lutgens et al. 2012)



Pliegue sinclinal (Fotografía de E.J.Tarbuck, en Lutgens et al. 2012)



El sinclinal, izquierda, comparte un flanco con el anticlinal,derecha. (Fotografía de E.J.Tarbuck, en Tarbuck J. & Lutgens G.)



Tipos de pliegues por la orientación y por la posición del plano axial.

(Tomado de Lutgens et al., 2012)

Anticline: anticlinal

Syncline: sinclinalNormal limb: flanco normal

Overturned limb: flanco volcado

Symmetrical fold: pliegue simétrico

Asymmetrical fold: pliegue asimétrico

Overturned fold: pliegue volcado



Pliegue volcado. (Fotografía de Collier M. Tomado de Lutgens et al., 2012)



Pliegues con inmersión.A. Vista idealizada de pliegues

con inmersión en los cuales seha añadido una superficiehorizontal.B. Vista de los pliegues coninmersión como podríanaparecer después de

experimentar mucha erosión.Obsérvese que en un anticlinalcon inmersión,terminación periclinal delpliegue «apunta» en ladirección de inmersión,

mientras que en lossinclinales con inmersión ocurre

justo lo contrario.(Tomado de Ciencias de Tarbuck J. &Lutgens F.)



Monoclinal. El cabalgamiento de este diagrama se denomina cabalgamiento ciego

porque no alcanza la superficie. (Tomado de Ciencias de Tarbuck J. & Lutgens F.)

• Monoclinales

Son estratos sedimentarios que fueron deformados porplegamiento, por la reactivación de una fractura del basamento.

Se muestran en forma escalón.

Generalmente se presentan como rasgos regionales.




DOMOS

Ocurren cuando se producen grandeslevantamientos de las rocas de basamento deroca, que deforman los estratos sedimentariossuprayacentes en grandes pliegues que pueden

aparecer como una estructura circular oligeramente alargada.




CUENCAS O CUBETAS

Son estructuras cóncavas, descendentes o de hundimiento,donde las capas sedimentarias están inclinadas en ángulosmuy bajos.

Resultan de una gran acumulación de sedimentos, cuyopeso causa la subsidencia.

Pueden ocurrir también por el impacto de asteroidesgigantes.

Las rocas más jóvenes se encuentran cerca del centro,; lasmás antiguas están en los lados.



Elevaciones y descensos suaves, de las rocas de la corteza producen domos (A) ycubetas (B). La erosión de esas estructuras produce un patrón de afloramientoque es aproximadamente circular o alargado. (Tomado de Ciencias de Tarbuck J. &Lutgens F.)



Ejemplo de domo: Black Hills en Dakota EEUU. Una gran estructuraen domo que muestran en el núcleo rocas ígneas y metamórficas

resistentes. (Tomado de Lutgens et al., 2012).



ESTRUCTURAS FORMADAS POR DEFORMACIÓNFRÁGIL

La deformación de rocas frágiles se relaciona con undesplazamiento, que tiene lugar cuando las fuerzasque actúan sobre el material rocoso producen uncambio de posición de este.

El cambio de posición odesplazamiento del material rocosocon respecto a un punto de

referencia implica que este habrárecorrido una distancia conrespecto a su posición original (enuna, dos o las tres direcciones del

espacio).

(Tomado de Lillo &

Oyarzun, 2013)




Dependiendo de la trayectoria del desplazamiento, este puede

ser homogéneo, rotacional o heterogéneo.

La naturaleza y orientación de las estructuras de deformaciónvan a depender de dos factores:

a) De la orientación de los esfuerzos que generan ladeformación.

b) De las propiedades mecánicas de las rocas. Siempreconsiderando que los demás factores (T°, P, profundidad)inciden en el comportamiento mecánico de las rocas.




FALLAS Y DIACLASAS

Falla es una deformación frágil de una roca, a lolargo de la cual se ha producido undesplazamiento visible paralelo a la superficie dela fractura.

Si no existe tal desplazamiento a lo largo del planode fractura, se trata de una diaclasa.




FALLA




FALLAS

La rotura de un cuerpo rocoso siempre se asocia a

la formación de discontinuidades que puedenmanifestarse como planos discretos singulares(planos de falla), o bien como un conjunto de

numerosos planos de discontinuidadinterconectados, que definen una zona de falla orotura.



FALLAS Y CIZALLAMIENTO

(Tomado de Lillo & Oyarzun, 2013)



FALLAS

ESPEJO DE FALLA

En algunas superficies de falla, las rocas acabanmuy pulidas y estriadas, o con surcos, a medidaque los bloques de corteza se deslizan unos conrespecto a otros. Estas superficies pulidas yestriadas, se denominan espejos de falla, ymuestran la dirección del desplazamiento más

reciente a lo largo de la falla.



FALLAS

TIPOS DE FALLA SEGÚN EL MOVIMIENTORELATIVO

• Con desplazamiento vertical u oblicuo.

• Con desplazamiento horizontal.



FALLAS

FALLAS CON DESPLAZAMIENTO VERTICAL• Son aquellas en las que el movimiento es

paralelo al buzamiento o inclinación del plano

de falla.• El movimiento vertical puede producir

pequeños resaltes denominados escarpes de

falla.



FALLAS CON DESPLAZAMIENTO VERTICAL

• Techo de falla o bloque colgante: es el bloqueque se encuentra inmediatamente sobre lasuperficie de la falla.

• Piso de falla o muro: es el bloque que seencuentra bajo la superficie de falla.




FALLAS SEGÚN EL DESPLAZAMIENTO DEL TECHODE FALLA

• Normales

• Inversas

• De cabalgamiento




A. Falla Normal; B. Falla Inversa; C. Falla de

Cabalgamiento. (Tomado de Lutgens et al., 2012.)




FALLAS NORMALES• Ocurren debido a los esfuerzos tensionales de

la corteza terrestre.

• El techo de la falla se hunde con respecto almuro o piso.

• Se produce un alargamiento o extensión del

bloque rocoso.

• No crean salientes. Es posible caminar sobre elárea expuesta.





FALLAS NORMALES

• La mayoría tienen buzamientos de 60° aprox. Ytienden a disminuir en profundidad.

• Si los buzamientos son mucho menores,

tendiendo a la horizontal, son fallas dedespegue, que marcan el límite entredeformación dúctil y deformación frágil.

• La mayoría de fallas normales son pequeñas condesplazamientos de 1 m aprox. Existen tambiénlas que se extienden por cientos de Km, creandorasgos de cordillera o frente montañoso.



FALLAS CON DESPLAZAMIENTOVERTICAL - FALLA NORMAL

A. Estratos rocosos antes de la falla.B. Movimiento relativo de los bloquesdesplazados. El desplazamiento puedecontinuar formando un relieve limitado

por fallas a lo largo de millones de añosy que representa muchos episodios defracturación espaciados en el tiempo.

C. Cómo puede la erosión modificar el

bloque levantado.D. Finalmente el período dedeformación acaba y la erosión seconvierte en el proceso geológico

dominante.




FALLAS NORMALES• Horst: levantamientos considerados pilares

tectónicos. Están limitados por fallas normales.

• Graben: son bloques hundidos o depresioneslimitadas por fallas normales.

• Los horst generan cordilleras elevadas,

mientras que los graben forman cuencas.

FALLAS CON DESPLAZAMIENTO VERTICAL –



FALLAS CON DESPLAZAMIENTO VERTICAL – FALLAS NORMALES

Provincia Basin and Range. Ejemplo de fracturación normal, donde los esfuerzostensionales han alargado y fracturado la corteza en numerosos bloques. El movimiento alo largo de las fracturas ha inclinado los bloques produciendo alineaciones montañosasparalelas denominadas montañas limitadas por fallas. Los bloques hundidos (grabens)forman cuencas, mientras que los bloques elevados (horst) se erosionan y originan unatopografía montañosa accidentada. Además numerosos bloques inclinados (fosas

tectónicas asimétricas) dan lugar a cuencas y montañas. (Tomado de Tarbuck J. & Lutgens F.)




FALLAS NORMALES• Las fallas con desplazamiento vertical son

predominantes en los centros de expansión o

bordes de placa divergentes.• En estos entornos, el bloque central (graben o

fosa tectónica) está limitado por fallas

normales y se hunde cuando las placas seseparan. Los graben definen un valle alargadolimitado por dos bloques de falla elevados

(horst).




FALLAS INVERSAS Y CABALGAMIENTOS• Ocurren cuando actúan esfuerzos

compresionales.

• Son características de zonas de subducción yotros bordes convergentes, donde las placasestán colisionando, lo que produce pliegues,

fallas, un engrosamiento de la corteza y unacortamiento de la misma.




FALLAS INVERSAS

Movimiento a lo largo de una Falla Inversa. (Tomado de Tarbuck J.

& Lutgens F.)





FALLAS INVERSAS Y CABALGAMIENTOS

• Las fallas inversas de buzamientos altos suelenser pequeñas y de desplazamientos cortos. Deescalas locales.

• Los cabalgamientos existen en todas las escalas;los pequeños exhiben desplazamientos deoscilan entre milímetros y unos pocos metros.

Existen también cabalgamientos condesplazamientos de decenas a centenares deKm.

FALLAS CON DESPLAZAMIENTO



FALLAS CON DESPLAZAMIENTOVERTICAL - CABALGAMIENTOS

D. La erosión por el hielo glacial y el agua superficial produjo la segmentación delcabalgamiento originando un paisaje majestuoso y aisló un resto del cabalgamientodenominado Chief Mountain.(Tomado de Tarbuck J. & Lutgens F.)

Esquema de mantode cabalgamientoLewis. A. Entorno

geológico antes dela deformación. B,C. El movimiento agran escala a lolargo de uncabalgamiento

desplazó rocasprecámbricas sobreestratos cretácicos(Parque NacionalGlacier).



FALLAS CON DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL




• Consisten en una zona de fracturas

aproximadamente paralelas, cuya anchura puedeser superior a varios kilómetros.

• Las rocas trituradas y rotas producidas durante la

formación de la falla son erosionadas con másfacilidad, produciendo valles lineales que marcanla ubicación de las fallas transcurrentes.

Falla con desplazamientohorizontal. (Tomado de Tarbuck J. & Lutgens F.)



FALLAS CON DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL• Las fallas de desgarre no dan origen a

precipicios o relieves escarpados, porque no

ocurre desplazamiento vertical de un bloquecon respecto a otro.

• Falla dextral: cuando el movimiento es en

sentido horario o hacia la derecha.• Falla sinestral cuando el movimiento es

antihorario o hacia la izquierda.




• Ejemplo de falla dextral: Falla de San Andrés,en California, USA.

• Su rasgo visible tiene 950 Km aprox.

• Su desplazamiento en 29 Ma es de más de 560Km

• Ejemplo de falla sinestral: Falla Great Glen,Escocia, GB.

• Su desplazamiento es de más de 100 Km.



FALLAS CON DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL• Son fallas de desplazamiento horizontal las

fallas transformantes que facilitan el

desplazamiento entre placas tectónicas, yconectan las dorsales oceánicas.





Falla con desplazamiento horizontal. Nótese los cauces de lascorrientes desplazados por el movimiento de la falla. Las fallas deldiagrama son con movimiento horizontal dextral. (Tomado de Tarbuck J. &

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