Geología estructural y tectónica • Origen y formas básicas producidas por deformación
• Importancia para los estudios de campo
• Tectónica de placas
Deformación como proceso formador de pendientes
Geología estructural y tectónica
Vamos a estudiar los procesos de deformación de las rocas que ocurren en nuestro planeta
La geología estructural estudia la deformación ocurrida sobre rocas de la corteza terrestre Plegamiento de las rocas
Para que ocurra la deformación necesitamos aplicar fuerzas importante sobre las rocas
En las últimas clases vamos a estudiar el origen de estas fuerzas que básicamente son consecuencia del calor interno de la Tierra y de la Gravedad Fracturamiento de las rocas
El esfuerzo (stress) es la cantidad de fuerza que actúa por unidad de superficie en una porción de roca (tiene unidades de fuerza/area)
Experimentos no estrictamente comparables. Pirita, argillita y granito son relativamente frágiles, comportamiento elástico hasta 4.500 kg/cm2, luego pequeña zona de deformación plástica y posterior ruptura. Caliza de Nueva Escocia tiene un comportamiento elástico hasta casi 3.000 kg/cm2, se deforma plásticamente por un corto intervalo y la ruptura es a 3.200 kg/cm2. Caliza de Solenhofen muestra un intervalo mayor de deformación plástica. El mármol de Danby se deforma elásticamente hasta 1.000 kg/cm2 y luego se deforma plásticamente.
Misma caliza. A 1 atmósfera, comportamiento elástico hasta 2.800 kg/cm2 donde se rompe. A mayor confinamiento aumenta deformación elástica. Las muestras bajo presiones de confinamiento de 1.000 o más kg/cm2 se empezaron a deformar plásticamente a un esfuerzo compresivo de 4.000 kg/cm2. La resistencia a la ruptura crece con el confinamiento. A confinamiento de 1 kg/cm2 se rompe a 2.800 kg/cm2, a confinamiento de 4000 kg/cm2 puede soportar más de 8.000 kg/cm2 de compresión.
La temperatura modifica la resistencia de las rocas. Experimento con un mismo mármol, presión de confinamiento 10.000 atmósferas. A T° ambiente, el límite elástico está alrededor de 2.000 kg/cm2 y a 150° C está a unos 1.000 kg/cm2. Además para producir una deformación dada se necesita menos esfuerzo cuando la muestra está caliente. Un acortamiento de 10 % a 150° C necesita un esfuerzo compresivo de 3.000 kg/cm2. A T° ambiente, el esfuerzo para producir una deformación similar es de 4.500 kg/cm2. Conclusión: a mayor profundidad, aumenta la posibilidad de la deformación plástica.
Reptación: lenta deformación producida por pequeños esfuerzos actuando sobre largos períodos de tiempo. Caliza de Solenhofen a presión atmosférica y T° ambiente: resistencia a la ruptura de 2.560 kg/cm2. En un experimento sometida a 1.400 kg/cm2, se deforma primero rápidamente y luego lentamente. La reptación es el efecto combinado de deformación elástica y plástica. La muestra luego se recupera de la parte de la deformación elástica, la deformación plástica es irreversible.
FRACTURAS Plegamiento de las rocas
Fallas: hay movimiento paralelo al plano de la fractura (movimiento de cizalla)
Diaclasas: no hay movimiento o sólo hay movimiento perpendicular al plano de fractura (movimiento de cizalla) Fracturamiento de las rocas
Fallas normales conjugadas, Canyonlands National Park, Utah
Falla inversa. Death Valley, CA
Corrimiento en los Andes chilenos.
Mpodozis
SAN JUAN: Terremoto de 1944
Falla de la Laja (San Juan), terremoto de 1944
Falla de la Laja (San Juan), terremoto de 1944
tan RA =
tan RE cos IP
cos RA = cos RE ⋅ cos HE
RA: RAKE RE: Rumbo estría IP: Inclinación plano HE: Hundimiento estría
Nótese que el rúmbo de la estría es respecto al rumbo del plano. Si el plano no es NS sumarle el rumbo del plano.
Slikensides (escalones de recristalización)
Falla de quebrada Aspera (San Juan)
Plegamiento de las rocas
Fracturamiento de las rocas
Pliegues relacionados a fallas
?
FPC – CRISTALLINI 2005
Cresta
Pliegues relacionados a fallas
Limbos
Acomodación al plano de falla
Limbo dorsal
Charnela
Charnela Cresta Plano axial Traza del plano axial Eje del pliegue Pliegues cilíndricos Pliegues cónicos Pliegue chevron
FPC – CRISTALLINI 2005
Morse, 1977
Limbo frontal Plano axial
Ramsay y Huber (1997)
FPC – CRISTALLINI 2005
FPC – CRISTALLINI 2005
Anticlinal Punta Negra (San Juan) Cancha de River como escala
Neuquén
Buenos Aires
Faja plegada neuquina
Anticlinal Rayoso (Neuquén)
Claves estructurales para trabajos no estructurales • Influencia de la estructura en la reconstrucción paleogeográfica (distancias) • Influencia de la estructura en la reconstrucción estratigráfica: repeticiones y desapariciones estratigráficas inversiones estratigráficas
• Influencia de la estructura en la medición de rasgos de orientación primaria (paleocorrientes, direcciones de esqueletos, etc.) • Influencia de la estructura en la planificación de un trabajo de campo (perfilaje e inclinación de capas, pliegues, fallas, etc.) • Complicaciones producidas por fallas y pliegues
Ev = Ea ⋅ sin Ipl − Ipe Ev: espesor verdadero Ea: espesor aparente Ipl: inclinación plano Ipe: inclinación pendiente La inlinación de la pendiente es positiva para el mismo lado que el plano y negativa para el lado contrario