pliegues y plegamientos
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Descripción de pliegues en el campo. Geología estructuralTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO FACULTAD DE GEOGRAFÍA
LIC. GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RECURSOS HÍDRICOS
TEMA:
GEOLOGÍA ESTRUCTURAL
EDGAR ÁNGELES MORENO
ALUMNA: ELIZABETH ÁLVAREZ MORALES
4° SEMESTRE
15/ABRIL/2016
PLIEGUES Y PLEGAMIENTOS
PLIEGUES. NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN
Los pliegues son una manifestación del comportamiento dúctil de las rocas y probablemente
la más común. Estas estructuras se forman bajo diferentes condiciones de esfuerzo, presión
confinante, temperatura y velocidad de deformación, como lo atestigua su presencia en
rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.
Se ha establecido que al plegar una sola capa de un pliegue existen tres zonas sujetas a
diferentes estados de deformación:
1) Una zona de compresión en la parte interna del pliegue
2) Una zona de extensión en la parte externa del pliegue
3) Una zona neutral, donde no existe compresión ni tensión y que no está ubicada en
la parte media de la capa.
Pero los pliegues formados en rocas bajo condiciones naturales consisten siempre de
varias capas y no solo de una; además, todas las capas que forman un pliegue pueden
tener propiedades mecánicas diferentes y, por consiguiente, unas capas son más
competentes que otras, es decir, tienen una mayor viscosidad que otras.
Por otro lado, cuando se pliegan varias capas ocurre un proceso muy importante conocido
como “deslizamiento interestratal”, o sea aquel deslizamiento que se lleva a cabo entre capa
y capa, además de que el radio de la curvatura del pliegue va decreciendo hacia la parte
Ilustración 1: Zona de deformación en una capa plegada
interna del mismo. Según sean las características mecánicas de las rocas involucradas, en
la parte interna del pliegue se resolverá el problema de espacio por medio de plegamiento
secundario y fallamiento.
Sin embargo Handin ha demostrado que las capas
que van a ser plegadas deben estar adheridas a las
paredes del aparato que va a deformarlas. Bajo
estas circunstancias las capas se deslizaran en una
dirección opuesta al caso en el que se pudieran
mover libremente. A este sentido de deslizamiento
entre los estratos se les ha denominado
“desplazamiento interestratal anti-clástico”, aunque
es realmente el sentido correcto en la naturaleza.
En un pliegue existen varias líneas y planos que
son necesario conocer para determinar con
precisión tanto su forma como su ubicación en el
espacio.
TERMINOS FRECUENTES EN PLIEGUES
ANTIFORMA O UNA SINFORMA: Se defienen como aquellos pliegues en los que se
desconoce la secuencia estratigráfica de las rocas que los conforman, es decir, no se sabe
cuál es la edad de los estratos.
Cuando se conoce la secuencia estratigráfica de las rocas que constituyen a la estructura.
ANTICLINAL: Es un pliegue convexo hacia arriba, en la que los estratos más antiguos están
ubicados en la parte interna, o núcleo, y los más jóvenes se localizan en la parte externa
de la estructura.
Ilustración 2: Deslizamiento interestratal clástico (a) anti-clástico (b) en una secuencia de capas.
SINCLINAL: Es un pliegue cóncavo hacia arriba, en el que los estratos más jóvenes están
ubicados en la parte interna, o núcleo, y los más antiguos se localizan en la parte externa
de la estructura.
PLIEGUE SIMÉTRICO: Un pliegue es simétrico cuando su plano axial lo divide en dos
partes iguales, en el caso contrario se dice que el pliegue es ASIMÉTRICO.
La posición del plano axial puede ser vertical, horizontal o inclinada y está definida por su
rumbo e inclinación, en la misma forma en que lo ésta la posición de un estrato.
CHARNELA DE UN PLIEGUE: Es la línea de máxima curvatura de la superficie de estrato
EJE DE UN PLIEGUE: Es un elemento estructural geométrico lineal recto, que no posee
una posición fija en el espacio. Se define como una línea recta que cuando se mueve
paralela a sí misma, genera la forma de un pliegue.
LIMBOS O FLANCOS: Son los costados de un pliegue y se extienden desde el plano axial
de una cresta hasta el plano axial de un seno o valle. El flanco de un anticlinal será a su
vez el flanco de un sinclinal y viceversa.
CRESTA Y EL VALLE O SENO: Son líneas ubicadas en la parte más alta y más baja de la
estructura.
Ilustración 3: Nomenclatura de pliegues en los que se ignora la edad de las capas (izquierda) y en los que se conoce la edad de la secuencia estratigráfica
VERGENCIA: Se dice que un conjunto de pliegues asimétricos presenta una vergencia
cuando sus planos axiales están indicados en la misma dirección y han sido generados por
un par de fuerzas de sentido contrario que actúan en un mismo plano, pero no en un mismo
eje Cuando el giro relativo del par de fuerzas es en el sentido de las manecillas del reloj se
dice que la vergencia es DEXTRAL, cuando es en el sentido opuesto, se dice que la
vergencia es SINISTRAL.
DESCRIPCIÓN Y NOMENCLATURA DE LOS PLIEGUES
Para describir y clasificar cabalmente a un pliegue es necesario conocer los datos
siguientes:
Para definir lo apretado o lo abierto de un pliegue es necesario utilizar un elemento
descriptivo denominado “Angulo interlimbos”, la forma de las crestas o senos y de los
flancos de los pliegues.
Pliegues kink: Las crestas de un pliegue son muy angulares.
Ilustración 4: Nomenclatura de las partes de los pliegues.
Pliegues en Chevrón: Los limbos de un kink son de igual longitud, es decir
simétricos.
Kink: Los flancos de los pliegues son de diferente longitud o asimétricos.
Banda de link: Zona que agrupa los limbos más cortos.
Pliegue de caja: Pliegues con crestas angulares.
Pliegues angulares o pliegues cilíndricos: Pliegues con crestas redondeadas.
Ilustración 5: Clasificación de los pliegues con crestas angulares y flancos rectos.
PLIEGUES PARALELOS: Son aquellos en los que el
espesor de la capa es constante cuando esta es
medida normal a las capas.
PLIEGUES SIMILARES: Son aquellos en los que el
espesor de una o varias capas es constante, cuando
este es medido en dirección paralela al plano axial del
pliegue.
PLIEGUES ARMÓNICOS: Son aquellos en los cuales
las capas que los forman tienen la tendencia a repetir
la forma de las capas adyacentes. Este tipo de pliegue
puede ser similar o no por el contrario aquellos
pliegues que no tienen las características anteriores se
consideran pliegues disarmónicos.
PLIEGUES DISARMÓNICOS: Pliegues que no tienen las características de un pliegue
armónico.
Ilustración 7: La armonía en el plegamiento implica un cierto paralelismo en los estratos.
Ilustración 6: Clasificación de los pliegues según el espesor verdadero de sus capas cuando es medido en una dirección paralela al plano axial.
Durante el plegamiento de una secuencia de varias capas
de roca existen estructuras menores, estructuras
secundarias, que se forman de una manera subordinada al
proceso de deformación. Esto quiere decir que durante el
desarrollo de un pliegue ocurren deslizamientos
interestatales, fracturamiento y plegamiento secundario en
la parte interna de un pliegue, y también se podría esperar
que estos fenómenos deformacionales tengan como
consecuencia estructuras menores asociadas. Una de
estas estructuras que con más frecuencia se observa en
pliegues naturas son los pliegues de arrastre, también
conocidos como pliegues “S” y “Z”.
En algunos casos los pliegues de arrastre son de gran ayuda en Geología Estructural
porque permiten deducir el flanco de una estructura erosionada que está en posición normal
o invertida, usando su vergencia como criterio. Sin embargo es necesario considerar dos
criterios:
1.- Se debe observar el pliegue siempre desde el mismo lado
2.- Se debe recordar que el desplazamiento inrterestratar ocurre como deslizamiento anti
clástico
Ilustración 8: Utilidad de los pliegues de arrastre "s" y "z"
Otro tipo de estructura secundaria que es consecuencia del plegamiento es la esquistosidad
y algunas lineaciones de mineral. Este tipo de estructuras son de utilidad porque permiten
contar rápidamente con una idea sobre la geometría y el mecanismo de generación de
pliegue, generalmente la esquistosidad de un pliegue tiende a ser paralela con su plano
axial.
Otra estructura secundaria generalmente asociada con el plegamiento es el Boudinage.
La posición de las charnelas de un pliegue se define por medio de dos mediciones:
El rumbo de su proyección horizontal y su buzamiento.
La charnela de un pliegue es una línea que en la parte más alta de un anticlinal puede ser
horizontal, pero que si a las narices de la estructura tendrá un buzamiento.
Ilustración 9: Estructuras secundarias asociadas a pliegues.
MECANISO DE PLEGAMIENTO
Donath y Parker (1964) identificaron dos mecanismos fundamentales de plegamiento:
1. Plegamiento flexural
2. Plegamiento pasivo
PLEGAMIENTO FLEXURAL
En donde el plegamiento por deslizamiento flexural ocurre cuando existe una fuerte
influencia mecánica de las rocas de algunos estratos, de tal forma que el pliegue resultante
es inducido por el espesor y la litología de los estratos más competentes, ya que estos
participan activamente en el curvamiento y flexión del pliegue. Cuando la resistencia de los
estratos al acortamiento es sobrepasada y existe un horizonte lubricante, las capas
comienzan a deslizarse entre ellas y se inicia el arqueamiento en algunas, mientras que
otras permaneces inalteradas. El plegamiento por deslizamiento flexural acomoda el
arqueamiento a través del deslizamiento paralelo a lo largo de sus contactos. Las capas se
deslizan como las hojas de una revista cuando se enrolla. El plegamiento por deslizamiento
flexural amolda el curvamiento por medio del flujo paralelo a las capas, o cizalleo entre
estratos mecánicamente suaves, ubicados entre unidades más rígidas.
PLEGAMIENTO PASIVO
Es el mecanismo común cuando el contraste entre las resistencias mecánicas de una
secuencia estratificada de roca es bajo. Este ha sido considerado como un plegamiento
Ilustración 10: Pliegue por desprendimiento formado por deslizamiento flexural.
“falso”, porque las capas son parte de una forma plegada, pero sin que realmente hayan
sido plegadas. La estratificación realmente no participa en la flexión, por lo que se le califica
como pasiva.
En los pliegues producidos por este tipos de plegamiento es característica la presencia de
clivaje penetrativo es decir, una serie de discontinuidades planares secundarias, paralelas,
poco espaciadas, que cortan a las capas del pliegue en dirección paralela o subparalela a
la superficie axial del pliegue.
Por otro lado Davis y Reynolds (1996) utilizan una clasificación en la que han divido los
mecanismos de plegamiento en dos clases: libre y forzado
PLEGAMIENTO LIBRE
Están los pliegues por desprendimiento, este tipo de pliegues dependen de las
características mecánicas de las capas que son acortadas. Algunos de los mejores
ejemplos de plegamientos libres regionales están asociados a secuencias estratigráficas
que descansan sobre sal, o sobre lutitas, es decir sobre rocas más dúctiles que actúan
como lubricante, sobre la cual las capas se pliegan como un acordeón
PLEGAMIENTO FORZADO
Es un mecanismo en el que las características geométricas y la forma de las capas en los
pliegues, son obligadas a seguir una trayectoria paralela a la orientación y la forma de las
fallas a la que está asociado el plegamiento. Los pliegues resultantes de este mecanismo
también han sido llamados PLIEGUES RELACIONADOS CON FALLAS.
Las capas no son libres de plegarse en cualquier dirección, sino que se mueven en dirección
en la que ocurre el fallamiento. Dentro del mecanismo de pliegue forzado existen 3 tipos de
pliegues:
Por flexión de falla
Por propagación de falla
Por “trishear” o triangulo de cizalla
PLIEGUES POR FLEXIÓN DE FALLA:
Son característicos en las cadenas plegadas y cabalgadas. Se forman cuando las capas se
desplazan a lo largo de fallas inversas de cabalgadura, con plano y rampa. La geometría
es de forma escalonada de las cabalgaduras y por la magnitud de desplazamiento a lo largo
de estas.
PROPAGACIÓN DE FALLA:
Se forma cuando las rocas que se
encuentran delante de la punta de una falla
se van deformando a medida que el
deslizamiento de esta aumenta. A cada
incremento del deslizamiento de una falla,
los estratos del bloque del techo se mueven
a lo largo de un plano y de una rampa, pero
la punta de la rampa no se conecta con otro
plano superior por desprendimiento, por lo
que se genera un pliegue asimétrico,
recostado hacia la dirección en que las
rocas son transportadas.
Una diferencia importante con respecto al
plegamiento por flexión de falla es que en el
caso de los pliegues por propagación de
falla, el desplazamiento a lo largo de la
superficie de falla no es constante, es decir, es mayor en el inicio de la misma y va
disminuyendo en la dirección del movimiento de las rocas del bloque de techo, hasta
hacerse cero en la punta de falla. Es por esta razón que el limbo delantero del pliegue
desarrolla una mayor inclinación que el limbo trasero, porque convierte todo el acortamiento
Ilustración 11Evolucion progresiva de un pliegue por propagación de falla.
del bloque de techo en plegamiento. El modelo as simple de un pliegue por propagación de
falla considera que no hay cambio de espesor en los estratos durante la deformación.
PLEGAMIENTO POR TRIANGULO DE CIZALLA:
Este tipo de pliegues se define como aquellos relacionados con una falla inversa, en cuya
punta se forma una zona triangular, dentro de la cual ocurre cizalleo. Para poder explicar
este mecanismo es necesario imaginar dos bloques entre los cuales una falla inversa se va
propagando, en la cual existe una condición de conservación de volumen.
La conservación de volumen de roca
dentro del triángulo de cizalla es un
aspecto importante que solamente se
logra si se aplica una dirección de
movimiento tal que las partículas se
desplacen en una trayectoria curva a
medida que avanza el movimiento de
propagación de la falla.
También es importante hacer notar que
la dirección de un movimiento de los
vectores de velocidad en la zona de
triangulo de cizalla, varia de ser paralela al plano de falla cerca del bloque de techo, hacer
paralela a medida que se acerca al límite con el bloque de piso (La velocidad disminuye de
forma lineal, de arriba hacia abajo).
OTROS TIPOS DE PLIEGUES
Existen oros tipos especiales de pliegues originados por actividad tectónica y sedimentación
en regiones bajo expansión.
Ilustración 12: Geometría simplificada de plegamiento por triangulo de cizalla.
PLIEGUES ROLLOVER
Estos se forman por la acción
simultánea de movimientos
tectónicos y el depósito de
sedimentos. Estos pliegues
llegan a tener dimensiones
longitudinales de decenas de
kilómetros, así como relieves
estructurales de varios
kilómetros, por lo que son muy
atractivos para formar yacimientos de hidrocarburos.
INVERSION TECTÓNICA
La actividad tectónica y la sedimentación
contemporáneos son procesos comunes en la tierra, así
como también es frecuente que una región esté sujeta
durante un lapso de tiempo a un estado de esfuerzo de
compresión y posteriormente cambie este estado de
esfuerzo a una extensión. Bajo estas condiciones se
dice que ocurre inversión tectónica cuando fallas que
controlan una cuenca extensional invierten su
movimiento a una región compresional, formando
pliegues anticlinales con capas de distinto espesor.
Se dice que estos rasgos son positivos cuando ocurre
un levantamiento y negativos cuando ocurre una subsidencia, ambos referidos a un sistema
de fallas, este tipo de estructuras se le conoce como pliegues por inversión tectónica.
Ilustración 14: Pliegue por inversión tectónica
Ilustración 13Pliegues Rollover
DUDAS
¿No todos los pliegues están relacionados a fallas?