capitulo V MECANICA DEL PLEGAMIENTO
5.1. Introducción 5.2. Flexuras 5.3. Pliegues de flujo 5.4. Pliegues de cizalla 5.5. Pliegues producidos por movimientos verticales
5.1. Introducción En un análisis del plegamiento nos enfrentamos con dos problemas separados pero relacionados. Uno se refiere a la mecánica del plegamiento, es decir, al cambio interno que tiene lugar en una masa de estratos que esta siendo plegada y a los esfuerzos implicados. La mecánica del plegamiento es el tema del presente capitulo. Un segundo problema es la causa del plegamiento: ¿es el plegamiento el resultado de una compresión horizontal, de la intrusión de rocas ígneas o de corrientes de convección subcorticales?
Se pueden reconocer, en general, cuatro tipos principales de plegamiento, pero son comunes las transiciones: (1) flexuras; (2) pliegues de flujo; (3) pliegues de cizalla; (4) pliegues debido a movimientos verticales.
5.2. Flexuras Las flexuras, conocidas también como pliegues verdaderos, pueden resultar ya sea de una compresión o de una cupla. Con el propósito de realizar un análisis se puede tratar el comportamiento de estratos horizontales bajo una fuerza compresiva actuando paralelamente a la estratificación. Como en la figura adjunta inferior.
Se debe de considerar, primero, la deformación de un estrato homogéneo único. Si una hoja así es curvada como en la figura inferior , la parte del lado convexo se somete a tensión, mientras que la parte del lado cóncavo se somete a compresión. Hay una superficie de no deformación intermedia. Si la lamina es suficientemente ductil se deformara plásticamente, figura B. sobre el lado convexo la hoja se alarga y adelgaza, pero sobre el lado cóncavo se acorta y engrosa. Si es frágil sedera por ruptura, figura C, sobre el lado convexo se podrían formar fracturas de tensión o pequeñas fallas gravitacionales, mientras que sobre el lado cóncavo se podrían formar pequeños corrimientos, figura D.
La característica distinta de las rocas sedimentarias es, sin embargo, la presencia de planos de estratificación. Usualmente, en consecuencia, el plegamiento es análogo al encorvamiento de un grueso atado de papel, y un factor muy importante es el deslizamiento de unos estratos contra otros, como se ilustra en la figura inferior. Cada estrato se desliza contra los estratos laterales. De dos estratos adyacentes, el superior se mueve alejándose del eje sinclinal en relación con el inferior, figura B. este principio es de gran importancia para interpretar ciertos tipos de pliegues de arrastre y algunos clivajes.
Varios geólogos se refieren a los tipos de plegamientos ilustrados en la figura 76 como flexuras, y a los ilustrados en la figura 77 como flexo deslizamientos (flexural-slip folding).
En el plegamiento de rocas sedimentarias, algunas formaciones son competentes mientras que otras son incompetentes. La competencia es una propiedad relativa. Una formación competente es fuerte y puede transmitir la fuerza compresiva mucho mas lejos que una formación incompetente, débil. Muchos factores determinan si una formación es competente o no. La resistencia a la compresión es uno de estos factores. Si se ensayan en un laboratorio muestras de dos formaciones diferentes, la de mayor resistencia a la compresión será la mas competente en plegamientos, siempre por supuesto, que todos lo otros factores sean iguales.
La solidez de la formación es un factor importante. Si, es dos formaciones compuestas de la misma clase de caliza, los estratos de una formación tienen 30 cm de espesor, mientras que los de la otra tienen 10 mts, la formación de estratos mas gruesos será la mas competente. La capacidad de “cicatrizar” fracturas es un factor importante. Si un estrato sufre fractura, deja de ser competente para transmitir una fuerza compresiva. Una arenisca puede ser inherentemente mas resistente que una caliza adyacente. No obstante una vez que la arenisca se ha roto, la fractura puede cerrar con dificultad, mientras que la ruptura en la caliza puede cerrar con relativa rapidez.
Si la columna de rocas sedimentarias esta compuesta por materiales de competencia muy diferente, los estratos competentes transmiten la fuerza, mientras que los incompetentes se comportan pasivamente; son levantados por le arco de rocas competentes que se elevan o fluyen hacia cavidades potenciales debajo del arco. En resumen, la formación de flexuras implica el arqueamiento de las capas mas competentes bajo una fuerza compresiva, el comportamiento mas pasivo de unos estratos contra otros.
5.3. Pliegues de flujo Existen todas las transiciones entre flexuras y los pliegues de flujo. El plegamiento de flujo o plegamiento incompetente es típico de regiones donde no hay estratos gruesos, competentes, y donde todas las rocas son plásticas, ya que debido a características inherentes o alta temperatura o alta presión de confinamiento. Bajo tales condiciones, un único estrato n puede transmitir la fuerza compresiva por una gran distancia. Toda la masa esta obligada a moverse bajo compresion, pero su comportamiento es análogo al de un liquido viscoso, mas bien que al de un solido.
Este tipo de deformación es característico de la parte central de algunas cadenas orogénicas, donde las lutitas y areniscas finamente estratificadas fueron hechas aun mas incompetentes por altas temperaturas y soluciones en movimiento. Sin embargo, si se consideran volúmenes suficientemente pequeños de rocas sedimentarias, el plegamiento es similar a las flexuras. Los estratos mas competentes pueden transmitir fuerzas por distancias cortas y se deslizan unos contra otros como en las flexuras. En muchos aspectos, los pliegues de flujo no difieren en apariencia de las flexuras, pero son mas abundantes los pliegues secundarios.
5.4. Pliegues de Cizalla Los pliegues de cizalla, conocidos también como pliegues de deslizamiento, resultan de pequeños desplazamientos a lo largo de fracturas estrechamente espaciadas. En la figura inferior A, estratos originalmente horizontales están rotos en bloques de fracturas que se inclinan 60º a la izquierda. En la figura B, los bloques 1 y 11 permanecen en su posición original. El bloque 6 es el que se ha movido mas hacia arriba; los bloques a ambos costados de este se han movido hacia arriba por distancias que disminuyen progresivamente. Cada fractura es realmente una falla. Sin embargo, si las fracturas están separadas solamente por algunos milímetros y los estratos debido a la fricción, tienden a ponerse paralelos a las fracturas, como se muestra en la figura C.
La estructura resultante es un pliegue principal con muchos pliegues menores asociados figura D. en el caso mas simple, estos pliegues de cizalla deben estar siempre acompañados por fracturas visibles, usualmente clivajes. Es concebible que tales fracturas pueden ser eliminadas por cristalización posterior de las rocas. Resulta evidente que en el plegamiento de cizalla los estratos son adelgazados, pero nunca engrosados. Por cuanto los bloques 1 y 11 no se han acercado entre si durante el plegamiento, los estratos que originalmente tenían una longitud xz han sido estirados de manera que ahora tienen una longitud xyz.
En el ejemplo citado, se ha supuesto que los estratos eran horizontales al comienzo de la deformación y todo el plegamiento es del tipo cizalla. Sin embargo, la presencia de fracturas visibles con desplazamientos conspicuos, aunque pequeños, no prueba que el plegamiento haya sido enteramente del tipo de cizalla. Bajo condiciones de deformación extrema, después de una fase inicial de formación de flexuras o plegamientos de flujo, se pueden desarrollar fracturas estrechamente espaciadas y puede tener lugar el deslizamiento.
5.5. Pliegues producidos por movimientos verticales Los movimientos diferenciales verticales, no asociados con fracturas, pueden causar pliegues en la capa exterior de la tierra. En la figura 79 A, un estrato con una longitud original ac, es elevado por fuerzas verticales hasta formar un domo. Los puntos a y c permanecen separados por la misma distancia horizontal durante la deformación y, consecuentemente, los estratos se estiran hasta formar el arco abc.
Por supuesto, este mecanismo es diferente del que forman las flexuras. En el plegamiento por flexura, como se ilustra en la figura 79 B, los dos extremos se acercan entre si e idealmente no hay alargamiento del estrato sedimentario; realmente, puede haber un alargamiento, pero es incidental al proceso, no es esencial.
F I N A L
