CLASE 18: CLIVAJE Y FOLIACION Octubre 9 de 2012
Preguntas • • • • • • • • • • • • •
Que es foliación?, ejemplos Foli Foliac ació ión n Pri Prima mari ria a vs vs Foli Foliac ació ión n Sec Secun unda dari ria? a? En que que tip tipo o de de roc rocas as se encu encuen entr tra a la la fol folia iaci ción ón? ? Que Que se se ent entie iend nde e por por el térm términ ino o “Pe “Pene netr trat ativ ivo” o”? ? Que Que se se ent entie iend nde e por por “Fa “Fabr bric ica” a” de una una roc roca? a? Que Que se ent entie iend ndo o por por “Fa “Fabr bric ica a Prim Primar aria ia”” y “Fab “Fabri rica ca sec secun unda dari ria” a”? ? Que es una tectonita? Que es cl clivaje?, qu que tip tipos hay? Que es un estilo estilolit lito? o?,, como como se se forma forma?, ?, que que orie orienta ntació ción n tiene tiene con resp respect ecto o a la dire direcció cción n de esfuerzos principales? Que Que se enti entien ende de por Cranul anula acion cion? ? Como Co mo expl explic icar ar si hay hay mas mas de una una foli foliac ació ión n en la roca roca? ? Term Termin inol olog ogía ía de la foli foliac ació ión n segú según n la la eda edad? d? Cual Cu al es es la rela relaci ción ón geom geomét étri rica ca entr entre e cli cliva vaje je y ple plega gami mien ento to? ?
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Foliación y Clivaje son términos utilizados para estructuras plantares penetrativas en las rocas La foli foliac ació ión n va va muy muy un unid ida a con con plie pliegu gues es y lin lineac eacio iones nes y form forma a un una a de las estructuras mas comunes en rocas ro cas metamórficas Su pres presenc encia ia es es de fund fundam ament ental al imp import ortan anci cia a para para des desci cifra frarr el orig origen en de las rocas Cliv Cl ivaj aje e y fol folia iaci ción ón form forman an las las pizar pizarras ras,, fili filita tas s y nei neises ses Disc Di scut utire iremo mos s termi terminol nolog ogía ía bási básica, ca, y las las condi condici cione ones s bajo bajo las las cuale cuales s diferentes foliaciones se forman
Conceptos básicos • • • •
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Fabrica (Fabric):término que se utiliza para describir elementos penetrativos y Fabrica (Fabric):término distributivo distributivos: s: pueden pueden ser elongados elongados o planares planares con orientació orientación n preferencia preferenciall fabrica de La fabrica de una roca la componen minerales y agregados de minerales con orientación preferencial que penetra la roca a la escala microscópica y centimétrica. Minera Minerales les presen presentes tes en una superf superficie icie de frac fractur tura a NO form forman an part parte e de la fab fabrica rica aun si están alineados. La dista distanci ncia a entr entre e los elemen elementos tos que confor conforma man n la fabr fabrica ica es típi típicam cament ente e menos menos de 10 cm, lo cual excluye pequeñas fallas o zonas de cizalla como elementos de una fabrica Tipos de Fabrica: – Fabrica lineal: elementos elementos elongados con una orientación preferencial – Fabrica planar: minerales tabulares tabulares o planares con una orientación común – Fabrica al azar: los elementos no muestran muestran orientación preferencial preferencial Fabrica Primaria: Ocurren durante sedimentación o cristalización, y se da por la orientación preferencial de clastos o minerales. Es importante reconocer la fabrica primaria para diferenciarlas diferenciarlas de fabricas de deformación
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Casi Casi todas todas las rocas rocas mue muestr stran an algú algún n tipo tipo de fab fabric rica a pero pero es es en partic particul ular ar en las rocas metamórficas fuertemente deformadas en donde estas mejor se observan y se les llama TECTONITAS Tectonitas: roca cuya estructura es producto de la deformacion La fab fabric rica a en las TECTON TECTONITA ITAS S recibe reciben n el nom nombre bre de acuer acuerdo do a la forma forma y a la orientación de los elementos que la definen: – – –
L-Tectonitas: fuerte fabrica fabrica lineal S-Tectonitas: Fuerte fabrica planar planar LS- Tectonitas: contienen ambas fabricas, fabricas, lineal lineal y planar
Foliacion •
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Termin Termino o gener generalm alment ente e util utiliza izado do para para cualq cualquie uierr fabr fabrica ica planar planar o curv curvipl iplana anarr en roca rocas s metam metamór órfic ficas as pero puede también incluir los planos de estratificación primaria o planos formados durante la cristalización Alguno Algunos s geól geólogo ogos s pref prefier ieren en utiliz utilizar ar el term termino ino Foliac Foliación ión para para estr estruct uctur uras as planar planares es forma formadas das por esfuerzos tectónicos pero es común ahora ahora incluir la estratificación en este término En consecuencia: FOLIACION PRIMARIA (estratificación en rocas sedimentarias, sedimentarias, bandeamiento bandeamiento por flujo en lavas y capas en rocas intrusivas) forma durante denostación de sedimentos sedimentos o formación de rocas magmaticas FOLIACION SECUNDARIA es producto de los esfuerzos y la deformación y la mayor parte es Foliación Tectónica porque ella se forma forma en respuesta la esfuerzos esfuerzos tectónicos. tectónicos. La fo folia liació ción n tectó tectóni nica ca es es una estruc estructu tura ra planar planar forma formada da por por proc proceso esos s tectó tectónic nicos os,, que que ademá además s incluye clivaje, esquistosidad y foliación milonitica Una roca roca foli foliada ada es por por defini definició ción n cohes cohesiv iva a aunque aunque la roca roca se pued puede e parti partirr en form forma a prefe preferen rencia ciall por los planos de foliación. Esto significa s ignifica que si una roca tiene fracturas distribuidas a lo largo de ella pero la roca no tiene cohesión, no se puede hablar de foliación La fo folia liació ción n puede puede ser ser defini definida da por por difer diferent entes es tam tamaño años s de grano grano,, objeto objetos s aplana aplanado dos s (clast (clastos os en conglomerados), conglomerados), cristales tabulares recristalizados recristalizados con orientación uniforme, minerales planares dispuestos dentro de zonas de orden milimétrico, alta densidad densidad microfracturas en rocas cohesivas y micropliegues (cranulacion)
Clivaje •
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Clivaje : se refiere a la habilidad de de la roca a partirse partirse o romper romperse se (split (split or clea cleave) ve) en superficies mas o menos paralelas. Cliv livaje es un un tip tipo o de de fol folia iaci ción ón ya qu que no no todas las rocas foliadas se parten parten preferencialmente preferencialmente a lo largo de la foliación. Cliv Clivaj aje e se se enc encue uent ntra ra en roca rocas s de de bajo bajo grad grado o de metamorfismo (facie esquisto verde y por debajo) o apenas si con algo de metamorfismo, metamorfismo, en gneises o esquistos micáceos en la forma de “cranulation cleavage”
Clivaje •
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Tant Tanto o el el cli cliv vaje aje co como la la fo foliac liació ión n so son penetrativos penetrativos a la escala de una muestra de mano, pero el espaciamiento de los elementos planares puede variar. Clivaje espaciado (Spaced cleavage): espaciamiento entre planos es mayor a 1 mm Clivaje co continuo (Continuous cleavage): el espaciamiento espaciamiento de los elementos planares es 1 mm o menos No conf confun undi dirr cliv clivaj aje e en las las roca rocas s al cliv clivaj aje e en un mineral el cual es la tendencia de un mineral a partirse a lo largo de unos planos cristalográficos específicos .
El dominio del clivaje C es separado por roca sin deformación llamada microlitos (M)
Tipos de “Disjunctive cleavages” (termino utilizado para el desarrollo temprano del clivaje en rocas sin foliación tipo arcillolitas, areniscas y calizas; este termino sugiere que el clivaje corta a través de la roca en lugar de plegar (cranulation ) una foliación prexistente)
Estilolitos (Stylolitic clivaje/fracturas) •
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Son sup Son super erfi fici cie es a lo larg largo o de de las las cual cuale es parte de la roca ha sido removida por disolución lo cual a sido a su vez inducida por la presión, a este fenómeno se le conoce como Solución por Presión (Pressure Solucition) Lo qu que ocu ocurr rre e en en est este e ca caso es que que la la roc roca a se ajusta a la compresión compresión a través de la perdida de volumen! Las cal calizas y la las areniscas son especialmente especialmente sensibles a la solución por presión. Típi Típica came ment nte e ocur ocurre ren n a lo lo lar largo go de plan planos os de estratificación y diaclasas prexistentes, las cuales actúan como canales para transportar las el material en solución En gene genera rall los los “die “dient ntes es”” de los los est estil ilol olit itos os se orientan preferencialmente preferencialmente en la dirección del esfuerzo principal mayor, sin importar la orientación promedio de la fractura estilolitica.
Stylolitic foliation.
A. Stylolitic foliation in limestone layers. B. Stylolite truncating a pentacrinoid fossil pentacrinoid fossil in a limestone.
Clivaje en forma de lápiz
Slaty Cleavage (pizarra): minerales del grupo de las arcillas se reorientan; el clivaje domina totalmente la estructura y la textura de la roca
Cranulation Cleavage: Plegamiento de una foliacion existente
Phyllite cleavage (filita): filosilicatos crecen a expensas de las arcillas cuando entran al campo de la facie Esquisto verde, se forman las filitas
Terminología de la foliación según su edad • •
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En gene genera rall a la la fol folia iaci ción ón se le reco recono noce ce con con la letra S Si en una una aflo aflora ram mient iento o o roc roca a hay hay vari varias as foliaciones de edades diferentes, a estas se les designa como S n, donde N indica la edad relativa. La foli foliac ació ión n prim primar aria ia (est (estra rati tifi fica caci ción ón)) se le conoce como S 0 La foli foliac ació ión n sec secun unda dari ria a ma mas s vie vieja ja se le llam llama a S1, a la segunda S2 y así sucesivamente.
Dos generaciones de foliación en metagabros. La estratificacion estratificacion inicial de tipo magmático (magmatic layering) S0 modificada a una segunda foliación S 1 como producto de esfuerzos de cizalla
Desarrollo del clivaje •
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Con el incr Con increm emen ento to de la temp temper erat atur ura a hay hay incremento en la movilidad de los minerales; a medida que se incrementa la temperatura temperatura los minerales pueden recristalizarse. A los los 350350-37 375 5 C, se deja deja el cam campo del clivaje y se entra al campo de la esquistosidad y la foliación milonitica. La lito litolo logí gía a y mine minera ralo logí gía a son son impo import rtan ante tes s porque diferentes minerales reaccionan diferente a los esfuerzos y a la temperatura Los Los filo filosi sili lica cattos son son im import porta ante ntes en en la la formación del clivaje En gene genera ral, l, si no hay hay fil filos osil ilic icat ato os en en la la roc roca a no habrá fuerte clivaje o esquistosidad. esquistosidad.
Nuevos filosilicatos se forman a expensas de minerales arcillosos en shales y slates cuando entran en la facie esquisto verde
Pasando la facie esquisto verde y tal vez en la parte baja de la facie anfibolita, los cristales de micas crecen y se vuelven visibles; foliación se vuelve menos planar, ondeando alrededor de agregados de cuarzo y feldespato. Ya no se llama mas clivaje, es ahora esquistosidad
Clivaje tectónico secundario (cranulacion) •
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Una folia Una foliació ción n ya ya existe existente nte pue puede de ser ser afec afectad tada a por por una una foliac foliación ión poster posterior ior (S2) si la orientación de los esfuerzos principales cambia local o regionalmente en algún momento de la deformación o si una fase de deformación genera clivaje. Debid De bido o a que que el clivaje clivaje tiend tiende e a forma formarse rse perpen perpendic dicula ularr a la direcc dirección ión de máximo máximo acortamiento, un nuevo clivaje se formará y se sobreimprimirá el ya existente En much muchos os caso casos s esto esto o ocur curre re por por el el plegam plegamien iento to de una una foli foliaci ación ón ya exis existen tente te e en n micropliegues en cuyo caso se le llama clivaje de cranulacion. En consec consecuen uencia, cia, clivaje clivaje de cranul cranulaci acion on esta esta comp compues uesto to por una serie serie de de microplieuges a escala centimetrica o menor con planos axiales paralelos La cran cranula ulacio cion n esta esta restr restring ingida ida a aquel aquellas las litolog litologías ías que ten tengan gan una bien bien defin definida ida foliación prexistente
Clivaje, pliegues y deformacion •
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Una re relaci lació ón g ge eom omé étric trica a im impo port rta ante nte entre clivaje y pliegues se observa en muchos casos donde es claro que los dos tipos de estructuras comúnmente se forman simultáneamente. Geométrica icamente el el cli cliv vaje s sp plits its el pliegue mas o menos a lo largo del plano axial, en particular a lo largo de la cresta o charnela. Cuan ando do el cli cliva vaje je es para aralelo lelo al pla plano no axial, al ese clivaje se le llama “clivaje de plano plano axial” axial” (axial (axial plane cleavage) cleavage)
Clivaje paralelo al plano axial (axial planar cleavage) en rocas paleozoicas
Clivaje, pliegues y deformacion •
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Muchos clivajes son coplanares coplanares con el plano plano axial y en consecuencia consecuencia establecen una importante relación relación entre foliación foliación tectónica y pliegues pliegues en rocas deformadas Importante: si se estudia en detalle la relación clivaje-pleg c livaje-plegamiento amiento se puede ver la diferencia en orientación entre el plano axial y el clivaje: la orientación del clivaje se puede ver que varia de un estrato (layer) a otro y esta variación es debida al contraste en competencia c ompetencia entre paquetes, a esto se le llama “refracción del clivaje”. Mientras mas grande sea s ea la diferencia en competencia mayor será la refracción.
Patrones seguidos por el clivaje •
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Es comú común n ver ver cli cliva vaje je cont contin inuo uo a tra travé vés s de de niveles intercalados de rocas competentes e incompetentes incompetentes como se ve en la figura Tam Tambié bién se ve qu que el cli cliv vaje aje so solo se desarrolla en los niveles incompetentes El patr patró ón fin final al que que sig siga a el el cli cliv vaje esta esta asociado a la deformación temprana: temprana: depende de si el clivaje esta bien desarrollado cuando comienza el plegamiento (12.13ª) o si el estrato comienza plegarse antes de que se establezca el clivaje (12.13c)
Pliegue recumbente, axial planar cleavage bien desarrollado con refracción en estratos menos competentes
Patrones seguidos por el clivaje •
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Es comú común n ver cliv clivaj aje e cont contin inuo uo a tra trav vés de niveles intercalados de rocas competentes c ompetentes e incompetentes incompetentes como se ve en la figura Tam amb bién ién se ve que que el cli cliv vaje solo solo se desarrolla en los niveles incompetentes El patró atrón n fin fina al que que sig siga el el cli cliv vaje aje est esta a asociado a la deformación temprana: depende de si el clivaje esta bien desarrollado cuando comienza el plegamiento (12.13ª) o si el estrato comienza plegarse antes de que se establezca el clivaje (12.13c) La refr refrac acci ció ón del del cliv clivaj aje e ocur ocurre re cuan cuando do layers con competencia diferente son plegados. Se puede explicar esta observación por la diferencia en shear strain entre los diferentes estratos (Figura 12.14) La refr refra acció cción n del del cliv clivaj aje e rev revela: la: – –
Contraste en competencia competencia entre layers Localización en la estructura estructura del pliegue pliegue
–
Relación con el plegamiento (según el patrón patrón revela si puede ser antes o después del plegamiento) La relación que hay hay con flexural slip
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Clivaje (diagonal) vs estratificacion estratif icacion (casi vertical)
Relación angular entre clivaje y estratificación (layering) •
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La rela relaci ción ón angul ngula ar entre ntre cliv clivaj aje ey estratificación esta asociada con su posición en la estructura general del pliegue (fig 12.16) Sin Sin imp impor orta tarr la tend tenden enci cia a del del cli cliv vaje aje a la refracción, el clivaje tiene una orientación consistente a través del pliegue mientras que la orientación de los estratos cambia sistemáticamente. La geom geome etría tría del del pli plie egue gue pued puede e ser ser fácilmente reconstruida de acuerdo a la relación clivaje-estratificacion clivaje-estratificacion en un afloramiento. Este Este mé méto todo do asum asume e que que el pleg plegam amie ient nto o y el el clivaje están asociados genéticamente. genéticamente. El cliv clivaj aje e tar tardí dío o que que no no est esta a rel relac acio iona nado do con con el plegamiento puede también ocurrir en áreas polideformadas polideformadas en cuyo caso la relación angula entre clivjae-foliacion no significa nada.
Cons Co nsul ulta tarr pre press ssur ure e sol soluc ucio iont nt and and sti stilo loli lito tos s
Asumiendo que la roca esta plegada (anticlinal/sinclinal) y que la foliación es paralela al plano axial: que tipo de pliegue sugiere la orientacion del clivaje en la figura: fi gura: un anticlinal? O un sinclinal?
Asumiendo que la roca esta plegada (anticlinal/sinclinal) y que la foliación es paralela al plano axial: que tipo de pliegue sugiere la orientacion del clivaje en la figura: fi gura: un anticlinal? O un sinclinal?
Asumiendo que la roca esta plegada (anticlinal/sinclinal) y que la foliación es paralela al plano axial: que tipo de pliegue sugiere la orientacion del clivaje en la figura: fi gura: un anticlinal? O un sinclinal?
Asumiendo que la roca esta plegada (anticlinal/sinclinal) y que la foliación es paralela al plano axial: que tipo de pliegue sugiere la orientacion del clivaje en la figura: fi gura: un anticlinal? O un sinclinal?
“Transposicion foliation” •
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El band bandea eam mien iento en en nei neise ses s com comú únm nmen ente te resulta del tipo de proceso que aparece en la figura donde estructuras iniciales (diques, venas y foliación ) son flattened y rotadas hasta estar casi completamente completamente paralelas. Este Este proc proces eso o es llam llamad ado o “Tr “Tran ansp spos osic icio ion” n” en cuyo caso la estructura planar es llamada”transposicon llamada”transposicon foliation” consistente en transposed” t ransposed” layering
Ilustración esquemática de Transposicion por acortamiento horizontal y extensión vertical. Tanto deformación coaxial y no coaxial pueden dar este resultado. En resultado en b es una roca bandeada con pliegues dentro de la foliación y cretas aisladas. Note como la foliación dominante cambia (tranposes) de horizontal horizontal (a) a vertical (b)
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Pero aun Pero aun si no hay hay una una estr estruc uctu turra plan planar ar prexistente, alta deformación y en particular deformación no coaxial puede resultar en foliación milonitica. La foli foliac ació ión n milo miloni niti tica ca esta esta asoc asocia iada da con con “transposed layering” y bandeamiento en neises pero la distancia entre los dominios de la foliación es menor, menor, típicamente típicamente de orden centimetricto a milimétrico. Esto esta relacionado con grandes esfuerzos ya que estos aplanan objetos y vuelven mas delgados los layers. Las Las zona zonas s milo iloniti nitica cas s típ típicam icame ente nte se encuentran asociadas asociadas a zonas de cizalla (shear zones) o zonas de cabalgamiento cabalgamiento que envuelven muchos kilómetros de desplazamiento.
Foliación milonitica formada por la reducción de tamaño por cizalla en una roca granítica de grano grueso
