Fracturas y Fallas

DefinicionesFallasDiscontinuidades en las que un bloque se ha deslizado con respecto a otroFracturasson superficies a lo largo de las cuales una roca o mineral se ha roto. (Superficies a lo largo de las cuales el material ha perdido cohesin). Las fracturas se distinguen por el movimiento relativo que ha ocurrido a lo largo de ellas durante su formacin.

Fracturas de extensin 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.

FracturasSi no esta rellena -> FracturaSi esta rellena -> VetillaDiaclasas:fracturas que muestran un muy pequeo desplazamiento normal a su superficie y nada o muy pequeo desplazamiento paralelo a las superficies de fractura. Si no hay desplazamiento de cizalle, esta diaclasa es una fractura de extensin. Una diaclasa con un pequeo desplazamiento de cizalle puede ser una fractura de extensin en la cual ocurri posteriormente un cizalle. En general si no hay evidencia de deslizamiento paralelo al plano: diaclasa.

Set de diaclasas:muchas diaclasas vecinas que tienen geometra comn comforman colectivamente un set de diaclasas.

Diaclasas sistemticas:caracterizadas por una geometra ms o menos plana, orientacin regular y paralela y espaciamiento regular.

Diaclasas no sistemticas:son curvadas y de geometra irregular. Pueden ocurrir en un set a escala regional. En general, terminan contra diaclasas ms antiguas que comnmente pertenecen a un set sistemtico.

Sistema de diaclasas:dos o ms sets que afectan a un mismo volumen de roca. En algunos casos es til referirse a diaclasas en trminos de su relacin con otras estructuras: Diaclasas de rumbo: verticales, paralelas al rumbo del estrato. Diaclasas de manteo: verticales, paralelas al manteo del estrato. Diaclasas de estratificacin: paralelas a la estratificacin.

Diaclasas

Fracturas y vetillaDiaclasasSistema de Diaclasas(imagen pancromtica)

Sheet, sheeting o diaclasas de exfoliacin: fracturas de extensin curvas, subparalelas a la topografa. En general, son las ms recientes, aunque pueden estar en algunos casos intruidas por diques. Generalmente en rocas plutnicas.

Diaclasas columnares:fracturas de extensin caractersticas de intrusiones gneas tabulares superficiales, diques o filones manto.

FallasSuperficie o zona delgada a lo largo de la cual un lado se ha desplazado con respecto al otro, en una direccin paralela a la superficie o zona.

Se usa el nombre falla, para distinguir fracturas de cizalle o zonas que se extienden por varios metros o kilmetros. A escala centimtrica se denominan fracturas de cizalle y a escala milimtrica o menor, microfallas.

DiaclasaFallasin desplazamiento detectablecon desplazamientono hayEstrasno haycon diaclasas plumosas de cizallamientono hayBrecha de falla / Milonita / cataclasitano hayArrastrestal vez con rellenotal vez con rellenoms frecuentemenos frecuentems pequeo (se pierde)ms extenso (tal vez tiene continuacin)superficie medio irregularsuperficie ms lisa-Zona de falla es blanda-Diferencia de la vegetacin-Junto con la direccin de una quebrada o un valle-produce lneas de afluentes

Tipos de FallasLas fallas se diferencian, dependiendo de la orientacin del desplazamiento relativo de un bloque con respecto a otro, en tres categoras :Fallas de desplazamiento en el manteo Fallas de desplazamiento en el rumboFallas de desplazamiento oblicuo

Tipos de FallasLas fallas, en trminos del movimiento relativo, pueden ser: Fallas normales: fallas de desplazamiento principal en el manteo, inclinadas, en las cuales el techo se mueve hacia abajo con respecto al piso principal. Fallas inversas: fallas de desplazamiento principal en el manteo, inclinadas, en las cuales el techo sube con respecto al piso. Fallas verticales: fallas de desplazamiento en el manteo con el plano de falla vertical, que no pueden ser clasificadas como normales o inversas. Fallas de rumbo: fallas donde el vector desplazamiento es horizontal. Pueden ser descritas como dextrales, si mirando desde el bloque opuesto el bloque observado parece desplazado hacia la derecha; o sinistrales, si el bloque opuesto se ve desplazado a la izquierda.

Tipos de Falla

Criterios para reconocer fallasLos criterios para reconocer fallas pueden ser divididos en tres categoras: Rasgos intrnsecos a la falla. estructuras y las texturas caractersticas que se desarrollan en las rocas como resultado del cizallamiento. Efecto en unidades rocosas.Estructuras en el plano de falla Canales o lomos Venillas minerales formadas por pulverizacin y cizallamiento de granos minerales Fibras minerales de cristales nicosEfecto en rasgos fisiogrfi.cos

Criterios para reconocer fallasRasgos intrnsecos a la falla: texturas y estructuras asociadas Varan con la cantidad y velocidad del cizalle y con las condiciones fsicas bajo las cuales ocurre la falla, incluyendo P y T. (f(z))Rocas Cataclsticas: profundidades menores que 10 a 15 km.rocas que han sido fragmentadas en clastos o trozos durante deformacin frgil Rocas Milonticasformadas a profundidades mayores que 10-15 km Roca de grano ms fino, formadas como resultado de una deformacin dctil que ocurre en la corteza a temperaturas mayores que 250 a 350 C. FOLIADAS!!!

Brechas Cataclsticas

Rocas Milonticas

Las fallas siempre aparecen como planos, rectos y lisos, es correcto?NO

Fallas Normales

Fallas Inversas

CmbricoJursico

Fallas de Rumbo

Efectos en la fisiografaMuchas fallas activas e inactivas tienen efectos en la topografa y controlan drenajes y flujos de agua subterrnea.

Indicadores Cinemticos

Introduccin Hasta ahora para identificar la direccin de movimiento de una falla, hemos utilizado estructuras macroscpicas obvias como bloques cados o arrastre de estratos por el movimiento de la falla.

Introduccin A partir de ahora utilizaremos otros indicadores para poder identificar y cuantificar el movimiento y sentido de desplazamiento de una falla. Para esto es necesario conocer algunos conceptos bsicos que introduciremos a continuacin.

Conceptos previosVergencia: Direccin hacia la cual sube un bloque en una falla inversa.Cizalle Simple: Cizalle que produce deformacin tridimensional entre lmites rectilneos, de tal manera que las partculas se desplazan sobre rectas paralelas, manteniendo constante el volumen.Cizalle Puro: Cizalle que produce deformacin tridimensional con aplastamiento homogeneo. La figura se deforma en las 3 dimensiones, pero manteniendo las caras paralelas y a volumen constante.

Comparacin

Cizalle Puro

Cizalle Simple

Conceptos previosPorfidoclasto: Grano relicto de la roca original, que sobrevivi al proceso de deformacin y metamorfismo. Porfidoblasto: Grano formado durante el proceso de metamorfismo y deformacin de una roca.

Porfidoclastos

Porfidoclastos

Indicadores cinemticosLos indicadores cinemticos pueden deberse a deformacin frgil o dctil, a continuacin veremos cuales son y como es que nos entregan informacin acerca del sentido del movimiento de una estructura.

Indicadores cinemticos en zonas frgilesEstras de falla: Las estras de falla no nos permiten obtener una estimacin del sentido de desplazamiento de la falla, pero si de la direccin, ya que son estructuras subparalelas al cizalle.

Lineacin de fibras mineralesLineacin de fibras minerales: Este indicador no corresponde exactamente a una estructura propia de la falla, pero son igualmente tiles para determinar el sentido del movimiento de esta. Corresponden a minerales que precipitan durante el desplazamiento de la falla y cuyos escalones indican el sentido del movimiento.

Lineacin de fibras minerales

Lineacin de fibras minerales

Indicadores cinemticos en zonas dctilesFoliacinEstructura planar homogneamente distribuida en una roca. Ejemplos: estratificacin, planos definidos por la orientacin de minerales tabulares en distintos tipos de rocas. LineacinEstructura linear homogneamente distribuida. Penetrativa si ocurre en todo el volumen considerado. Ejemplos: ejes de pliegues de crenulaciones. Lineaciones no penetrativas: fibras minerales en algunos planos de cizalle, flautas, etc.

La foliacin en una roca metamrfica se forma por compresin debido al esfuerzo principal. Si la direccin de este cambia, las foliaciones preexistentes se plegaran y se desarrollara una nueva foliacin paralela al nuevo 1 .

Estructuras S-CLas estructuras S-C o clivaje de crenulacin extensional se producen comnmente en granitos y esquistos. consisten en una serie de bandas de cizalle (C) de espesor milimtrico separadas unos cuantos milmetros o centmetros. En los microlitones que quedan entre las cizallas, la roca muestra una foliacin oblicua (S) a las mismas y de geometra sigmoidal, paralelizndose asintticamente a las microcizallas (C) al aproximarse a ellas. Las S marcan el sentido de movimiento de la falla

Estructuras S-C

Estructuras S-C

Criterios de Riedel y PetitDurante el desplazamiento de una falla se producen fracturas secundarias que son indicadoras del movimiento de esta. El criterio para definir el sentido de desplazamiento lo defini Riedel en 1929. Segn su criterio, las fracturas R son sintticas, las R son antitticas y la T marcan la direccin de esfuerzo principal (1).Petit en 1987 agreg las fracturas del criterio P.

Criterio de Riedel

Criterios de Riedel y Petit

Peces de micaEstos se generan a partir de cizalle simple rotando capas de fabrica planar que antes de la deformacin se encuentran oblicuas a la direccin que tendr el movimiento.

Peces de mica

Peces de mica

ColasLas colas se producen por recristalizacin de un mismo mineral en un porfidoclasto debido al movimiento de una falla. Existen 4 tipos, , , y . Las colas se forman por cizalle simple y la direccin del cizalle va indicada por el lado mas largo de la cola.

Las colas se forman por estiramiento y deformacin por rotacin.

Colas

Colas

Sombras de presinLas sombras de presin son estructuras de recristalizacin de un mineral distinto al que estn rodeando. Se forman alrededor de porfidoblastos, y en algunas ocasiones presentan rotacin. En ese caso puede representar la direccin de deformacin. Se interpretan en sentido inverso a las colas.

Sombras de presin

Estructuras dominEn algunas ocasiones, los porfidoclastos al no encontrarse bajo las condiciones P-T adecuadas para deformarse, desarrollan fracturas internas en sus planos de clivaje, y luego se rotan antitticamente a la direccin del cizalle.

Estructuras domin

Tension GashesEstas vetillas son relativamente comunes y se generan por relleno de fracturas de tensin (a 45 de la direccin del cizalle) , que son rellenadas por algn mineral (generalmente calcita) y luego rotadas. A veces las fracturas son generadas de nuevo y se forman estructuras compuestas.

Utilizacin de fracturas como indicadores cinemticosTensin Gash:fracturas de extensin, usualmente rellenas por minerales.

Sheet FoldsEstas estructuras se producen en zonas con intensa deformacin, en las que pliegues al interior de la falla, son desplazados en la direccin del cizalle.

Sheet Folds

BoudinageLos boudins son estructuras producidas por extensin de capas o niveles competentes en las cuales stas se han separado total o parcialmente en fragmentos. Cuando existe rotacin pueden indicar la direccin de desplazamiento.

Boudinage

Boudinage

Boudinage

Utilizacin de fracturas como indicadores cinemticosVetillas

Las fibras no estn deformadas!!!

Utilizacin de fracturas como indicadores cinemticosFracturas plumosas o pinadasson fracturas de extensin que forman arreglos ``en echelon" a lo largo de fracturas de cizalle frgil. El ngulo agudo entre la fractura de extensin y el plano de falla es indicador del sentido de cizalle y apunta en direccin del movimiento relativo del bloque que la contiene.

1)2)Intrusivo mafico dentro de un gneiss 2) Porfiroclasto (rojo) dentro de un gneiss