Geologia estructural

Geologia estructural

1. Stress en las rocas

   • El stress es un tipo de fuerza que depende de la extensión de la superficie sobre la cual actúa esa fuerza
     • Stress = Fuerza/ Superficie
   • Componentes del stress
     • tzx
       • eje normal al plano
       • eje paralelo a la direccion del cizalle
   • Stress litostático
     • El stress litostático es aquel estado de stress originado exclusivamente por el peso de las rocas. Es equivalente al stress vertical sz que actúa sobre una porción de roca situada a una profundidad z, bajo una columna de densidad r(z
   • Stress tectónico
     • Tal como su nombre lo indica, el stress tectónico es el resultado de la aplicación de fuerzas tectónicas, como las que se originan cuando dos placas litosféricas colisionan.

2. FRACTURAS: FALLAS, DIACLASAS Y VETAS

   • Las fracturas son las estructuras más frecuentes en la superficie de la Corteza terrestre. Son observables en cualquier afloramiento y en cualquier tipo de roca
   • Cuando se presenta un desplazamiento medible a lo largo de un plano de fractura, esto es si la roca a un lado de la fractura se ha desplazado con respecto a la roca del otro lado de ella, la fractura se denomina falla.
     • Clasificación de fallas
       • fallas translacionales
         • El rechazo de una falla no debe confundirse con la separación
       • fallas rotacionales.
         • Las fallas rotacionales implican, como su nombre lo indica, una rotación de los bloques involucrados en la falla.
   • Vetas
     • Las vetas y vetillas son fracturas rellenas con mineral precipitado a partir de fluidos que circulan en su interior.
       • DIACLASAS
         • Se definen como fracturas a lo largo de las cuales no existe desplazamiento. Es un plano de discontinuidad en la roca, sin desplazamiento.

3. SISTEMAS DE FALLAS EXTENSIONALES

   • Una falla extensional es una falla normal según la cual el bloque colgante desciende respecto del bloque yacente. Las estrías de la falla son paralelas o subparalelas a la dirección del manteo de la falla
     • Fallas planas no rotacionales
       • Como su nombre lo indica, no rotan ni los estratos ni las fallas. El perfil de las fallas es recto y de un valor de manteo alto, el cual se mantiene constante.
     • Fallas planas rotacionales
       • En este caso el perfil de las fallas es recto, presentando un valor de manteo menor a medida que el sistema evoluciona.
     • Fallas lístricas
       • En el caso de las fallas lístricas rotan tanto los estratos como las fallas en el bloque colgante. Es característico de las fallas lístricas el hecho de que el valor de su manteo disminuya hacia abajo, hasta hacerse asintóticas a un horizonte de despegue.
     • Combinación de fallas planas
       • En este caso el perfil de la falla es plano, pero presenta cambios bruscos de manteo con la profundidad. Al igual que en las fallas contraccionales, los segmentos de bajo ángulo se conocen con el nombre de lisos o “flats”, y los de alto ángulo se conocen como rampas o “ramps”

4. SISTEMAS DE FALLAS DE RUMBO

   • Una falla de rumbo es una falla de cualquier escala a lo largo de la cual la mayor parte del movimiento se realiza en forma paralela a su rumbo.
     • ESTRUCTURAS SECUNDARIAS
       • La presencia de una falla de rumbo se encuentra frecuentemente indicada por un arreglo de estructuras secundarias escalonadas (“en-echelon”) de pliegues, fallas y fracturas según una zona de cizalle angosta y elongada
     • DESLIZAMIENTO PARALELO
       • Es el caso típico del experimento de una capa de arcilla húmeda colocada sobre dos bloques rígidos, madera por ejemplo, que se mueven lateralmente (figura 5.1a), llevados a cabo por Riedel, a comienzos del siglo XX
     • DESLIZAMIENTO CONVERGENTE
       • Cuando los movimientos transcurrentes se presentan acompañados de convergencia de ambos bloques se dice que ocurre una transpresión.
     • DESLIZAMIENTO DIVERGENTE
       • En el movimiento divergente las estructuras extensionales dominan sobre las compresionales y en este caso se habla de transtensión.

5. SISTEMAS DE FALLAS CONTRACCIONALES

   • Consisten en sistemas o en familias de fallas inversas que generalmente ocurren juntas en los cinturones de plegamiento y fallamiento o cinturones orogénicos“fold-and-thrust belts”.
     • Sobrescurrimiento
       • Es una falla inversa de bajo ángulo que generalmente se canaliza por un nivel estratigráfico más blando o incompetente. El sobrescurrimiento puede aumentar su manteo cuando corta una secuencia sedimentaria hacia arriba, a través de niveles más duros o competentes.
     • Antepaís
       • Es una zona estable, marginal a un cinturón orogénico, hacia la cual las rocas del cinturón orogénico se plegaron y sobrescurrieron. Comprende sobrescurrimientos “thin-skinned” que no involucran al basamento.
     • Traspaís
       • Se refiere al interior del cinturón orogénico. Allí, la deformación involucra niveles más profundos de la corteza. En los cinturones montañosos de borde continental, el traspaís incluye todo el espacio comprendido entre el cinturón orogénico y el arco magmático.
     • Tectónica thin-skinned
       • Clásicamente este término se ha aplicado a la deformación de estratos sedimentarios (cobertura ) por sobre rocas de basamento (zócalo ) no deformadas.
     • Tectónica thick-skinned
       • La definición clásica del término involucra deformación de basamento según fallas inversas de alto ángulo.
     • Alóctono
       • Se usa para un paquete de rocas que se ha movido tectónicamente lejos de su lugar de depositación original
     • Autóctono
       • Se refiere a rocas que han tenido escaso movimiento respecto de su lugar de formación original
     • Klippe
       • Es un bloque aislado de roca, que alguna vez formó parte de un terreno alóctono o napa, y que ha quedado aislado por la erosión, en una posición de avanzada respecto al resto de la napa
     • Ventana
       • Viene del Alemán, “fenster”. Se usa para designar una depresión labrada por la erosión en terrenos de una napa, dejando al descubierto los terrenos autóctonos

6. MECANICA DEL FALLAMIENTO:TEORIA Y EXPERIMENTOS

   • se analizan la influencia de la presión de fluido en el fracturamiento y los tipos de fracturas según los círculos de Mohr.
   • CIRCULOS DE MOHR APLICADOS AL FALLAMIENTO
     • Los círculos de Mohr sirven para analizar las condiciones de stress necesarias para que se produzca la ruptura sobre un determinado plano de fractura material (e.g. una falla) o bien sobre un plano de fractura potencial.
   • Ecuaciones de los círculos de Mohr
     • Sea un cubo de roca en la Corteza terrestre ubicado a una cierta profundidad. Analícese el estado de stress que actúa sobre un plano de fractura potencial P al interior del cubo, originado por la aplicación de un stress, el cual es de tipo compresivo, esto es s1 = horizontal y s3= vertical (figura 6.1a). Deliberadamente se omite s2 ya que, por orientarse paralelamente al rumbo del plano, no influye en la ruptura.
   • Convenciones de los ángulos
     • Convenciones de los ángulos Para determinar la posición del plano P , existen dos convenciones. La primera determina su posición mediante el ángulo a que forma la normal al plano con la horizontal. La segunda determina su posición por medio del ·ángulo q , que forma la dirección de s1 con el plano.
   • CRITERIOS DE FRACTURA
     • Tradicionalmente existen dos criterios de fractura más usados: el de Navier - Coulomb y el de Griffith. Mientras el primero analiza las circunstancias macroscópicas que rigen el fracturamiento, el segundo se focaliza en los aspectos microscópicos.
     • EL CRITERIO DE NAVIER-COULOMB
       • Las condiciones que rigen la ruptura de cizalle de un material, a la vez que el ángulo que forman dos sistemas de fallas conjugadas originados por el mismo campo de stress, pueden ser predichas por el criterio de ruptura de Navier - Coulomb.