FALLAS Y PLIEGUES
Comportamiento de los materiales ante los esfuerzos • Dinámica de las placas somete a las rocas a esfuerzos que pueden ser de compresión, distensión y cizalladura. cizalladura. • Ante ellos, las rocas sufren plegamientos, roturas o dislocaciones. Cuando esto ocurre, se dice que la roca se ha deformado.
compresión
cizalladura
distensión o tracción
Comportamiento de los materiales ante los esfuerzos • Dinámica de las placas somete a las rocas a esfuerzos que pueden ser de compresión, distensión y cizalladura. cizalladura. • Ante ellos, las rocas sufren plegamientos, roturas o dislocaciones. Cuando esto ocurre, se dice que la roca se ha deformado.
compresión
cizalladura
distensión o tracción
Por otro lado, ya sabes que los distintos materiales se comportan de manera diferente ante los esfuerzos…
Material elástico
Material plástico
Material rígido
• Se deforman en respuesta a un esfuerzo, pero recuperan su forma inicial cuando aquel cesa. • Responden deformándose, pero no recuperan la forma inicial al cesar el esfuerzo. Un buen ejemplo es la plastilina. • Pueden deformarse un poco, pero se rompen cuando la fuerza supera un límite.
Material elástico
Material plástico
Material rígido
http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1190
Las condiciones de P y T o el tiempo durante el que actúa el esfuerzo pueden alterar el comportamiento de los materiales. Ej: El vidrio, que en condiciones normales es muy frágil, puede ser manipulado y adoptar cualquier forma cuando se calienta al rojo (sin llegar a estar fundido del todo). La madera de una estantería, permanece doblada después de soportar durante mucho tiempo el peso de los libros. En general, las condiciones de P y T elevadas y los esfuerzos lentos favorecen el comportamiento plástico de las rocas. Las condiciones opuestas favorecen el comportamiento frágil.
Deformación por fractura: Diaclasas y fallas Al ser sometidos a grandes esfuerzos, los materiales frágiles de la corteza terrestre pueden sufrir fractura o rotura en bloques
FALLA
DIACLASA Si se produce un desplazamiento de los dos bloques a lo largo de la superficie de fractura, se forma una falla. Si hay rotura en bloques pero estos no llegan a desplazarse, se produce una diaclasa.
Pliegues
PLIEGUES Cuando se somete un material plástico a esfuerzos de compresión, se deforma en una serie de ondulaciones denominadas pliegues.
Efecto de las fuerzas de compresión sobre un material plástico, donde se aprecia el acortamiento en horizontal
PLIEGUES
Los pliegues son deformaciones continuas en las que se altera toda la masa rocosa, mientras que en las fallas y en las diaclasas la deformación se concentra en la superficie de fractura, pero no afecta directamente directamente a los bloques.
ELEMENTOS DE PLIEGUES • Cresta: punto más alto de un pliegue anticlinal. • Seno: punto más bajo de un pliegue sinclinal. • Punto de inflexión : punto medio de un pliegue donde la curvatura pasa de cóncava a convexa. • Flanco: porción adyacente al punto de inflexión. • Línea de cresta: línea que une puntos de cresta. • Charnela: zona de mayor curvatura de un pliegue. • Línea de charnela: línea que une puntos de charnela. • Plano o superficie axial : plano que pasando por la zona de charnela divide simétricamente un pliegue.
ELEMENTOS DE PLIEGUES
ELEMENTOS DE PLIEGUES • Traza axial: línea de intersección entre el plano axial y la superficie del terreno; si el terreno es plano la traza axial es una línea recta. • Eje de pliegue: línea imaginaría que forma la intersección del plano axial con una capa cualquiera de un pliegue • Pliegue simétrico: pliegue que cumple las siguientes condiciones: a) la superficie media es planar b) el plano axial es normal a la superficie media c) existe simetría con relación al plano axial. • Pliegue asimétrico: pliegue no simétrico.
ELEMENTOS DE PLIEGUES
ELEMENTOS DE PLIEGUES
Tipos de pliegues Según el sentido de la curvatura
Pliegue antiforme Pliegue sinforme Pliegue neutro
Según la inclinación del planto axial
Pliegue recto Pliegue tumbado Pliegue inclinado
Según la antigüedad de los materiales plegados
Pliegue anticlinal Pliegue sinclinal
Otros tipos:
Pliegue suave
Pliegue abierto
Pliegue isoclinal
Pliegue apretadocerrado
De charnela roma
De charnela aguda
Pliegues en cofre
Pliegue monoclinal
Si usted camina del centro de la estructura hacia afuera y se encuentra con estratos cada vez más antiguos entonces está en presencia de un sinclinal o una depresión. En la depresión se repiten los estratos en forma concéntrica. Lo contrario sucede con los domos y anticlinales.
Pliegues anticlinales y sinclinales
Superficie horizontal
Pliegues buzantes o pliegues con inmersion (plunging folds)
CRESTAS ANTICLINALES Y VALLES SINCLINALES
ANTICLINAL BUZANTE (PLUNGING)
PLEGAMIENTO DISARMONICO
Angulo Interflancos
Clasificación del pliegue
1.
0º-2º
Pliegue isoclinal
2.
2º - 30º
Pliegue apretado
3.
30º - 70º
Pliegue cerrado
4.
70º - 120º
Pliegue abierto
5.
120º - 180º
Pliegue suave
FALLAS
FALLAS
ELEMENTOS DE FALLAS
A = desplazamiento neto (net slip) B = desplazamiento de buzamiento (dip slip ) C = desplazamiento de rumbo (strike slip) D = rechazo horizontal (heave) E = salto de falla (throw)
ELEMENTOS DE FALLAS • Falla: fractura en la roca a lo largo de la cual ha ocurrido desplazamiento. • Plano de falla: plano o superficie a lo largo del cual ha ocurrido desplazamiento. • Bloque colgante: bloque que descansa por encima de un plano de falla inclinado; si el plano de falla es vertical este término no es aplicable. • Bloque yacente: bloque que yace por debajo de un plano de falla inclinado. • Dirección: ángulo que forma la línea horizontal del plano con la línea Norte-Sur.
• Buzamiento: ángulo entre la línea de máxima pendiente del plano de falla con la horizontal • Salto de falla: longitud de la separación de dos puntos de ambos bloques que estaban unidos antes de producirse la falla. • Desplazamiento neto: desplazamiento en la dirección misma del movimiento; distancia medida sobre el plano de falla, entre dos puntos localizados en bloques opuestos, que antes eran adyacentes. • Desplazamiento de buzamiento : componente del desplazamiento neto en la dirección del buzamiento de una falla. Puede ser descompuesto en dos componentes: desplazamiento vertical o salto y desplazamiento horizontal o rechazo.
TIPOS DE FALLAS
normal
inversa
de rumbo
Lístrica normal
cabalgante miento
rotacional
TIPOS DE FALLAS • Falla lístrica normal: falla cuya superficie es curva, con buzamiento alto hacia superficie y bajo hacia profundidad; el bloque colgante ha descendido con relación al bloque yacente. • Falla lístrica inversa: falla cuya superficie es curva, con buzamiento alto hacia superficie y bajo hacia profundidad; el bloque colgante ha ascendido con relación al yacente; también es llamada falla antilístrica. • Falla vertical: falla con plano de falla vertical; se clasifica independientemente de la dirección del desplazamiento relativo de los bloques. • Falla de translación: falla en la cual el desplazamiento de los bloques no involucra rotación, de forma que el rumbo de las capas permanece paralelo en ambos bloques de la falla. • Falla de rotación: falla en la cual uno de los bloques ha rotado con respecto al otro. En uno de los extremos tiene comportamiento normal y en el otro inverso.
TIPOS DE FALLAS • Falla normal: falla en la cual el bloque colgante ha descendido con relación al bloque yacente; también se denomina falla gravitacional. • Falla inversa: falla en la cual el bloque colgante ha ascendido con relación al bloque yacente. • Falla de cabalgamiento: falla inversa cuyo plano de falla presenta bajo ángulo de buzamiento.
CLASIFICACIÓN DINÁMICA DE FALLAS • La orientación del esfuerzo principal mayor, respecto a la superficie al plano de falla, constituyen un criterio para clasificar fallas
Las pruebas de laboratorio sobre muestras de material homogéneo, enseñan que existe una relación geométrica entre la orientación de los planos de falla y las direcciones de esfuerzo:
CLASIFICACIÓN DINÁMICA DE FALLAS • Cuando el esfuerzo supera la resistencia máxima, la muestra falla a lo largo de una superficie o simultáneamente a lo largo de dos superficies de falla conjugadas, que forman un ángulo agudo en la dirección del esfuerzo principal mayor σ1 y un ángulo obtuso en la dirección del esfuerzo principal menor σ3. La línea de intersección de los dos planos de falla en todos los casos coincide con el esfuerzo principal medio σ2.
CLASIFICACIÓN DINÁMICA DE FALLAS
σ2
σ3
Falla normal o tensional: el esfuerzo principal mayor es vertical y los esfuerzos medio y menor son horizontales.
CLASIFICACIÓN DINÁMICA DE FALLAS
σ2
σ3
Falla inversa o compresional: el esfuerzo compresivo principal mayor es horizontal en tanto que el esfuerzo principal menor es vertical.
CLASIFICACIÓN DINÁMICA DE FALLAS σ2
σ3
Falla de rumbo o de desgarre: el esfuerzo principal mayor es horizontal y el esfuerzo principal medio es vertical.
Fallas normales
ESFUERZO TENSIONAL
SISTEMAS DE FALLAS NORMALES
Estas fallas se forman a lo largo de márgenes de placas constructivas, es decir, a lo largo de las dorsales meso-oceánicas.
SISTEMAS DE FALLAS NORMALES. GRABEN Y HORST
Centro de expansion
FALLA NORMAL
Falla normal en estilo Domino Ocurre sobre fallas de despegue
Sandbox- Block rotation
Sand above plasticine
Sistema de fallas planares listricas
L
Block Rotation
Falla listrica normal con rollover
Falla listrica normal con rollover Ocurre debido a un problema de espacio con una curvatura de despegue
Sedimentation during faulting Growth faulting
Animation by R. Allmendinger http://www.geo.cornell.edu/geology/faculty/RWA/movies/
Fallas Listricas Normales Imbricadas
*Fault-bend folds develop in normal fault systems, most notably rollover anticlines.
Detachment ramp
Domino Block Ejemplos
Domino Block Ejemplos
Systemas de relevo
Fallas inversas
SUBTHRUST ANTICLINE TRAP
Las fallas inversas de bajo ángulo de buzamiento se conocen también como cabalgamientos, ya que unos materiales se montan encima de otros. Si el desplazamiento es de varios kilómetros, se habla de mantos de corrimiento. La erosión genera klippes y ventanas tectónicas.
*Duplex system : Fold and thrust belt, thin-skinned tectonic.
Fallas de despegue
Fallas de despegue
Fallas de despegue
Inversion •
Normal faulting
•
Syn-tectonic deposition of B
•
Post-tectonic deposition of C
Inversion •
Normal faulting
•
Syn-tectonic deposition of B
•
Post-tectonic deposition of C
•
Thrust faulting
Deformation of B and folding of C •
*Fault-bend folds
Strike slip
FALLA DE RUMBO DEXTROLATERAL
FALLA DE TRANSFORMACION Seccion de la Falla de San Andres
*Restraining or compressional bendsfolds and thrusts.
*Releasing or extensional bendsnormal faults and grabens
*Transpression
*Transtension
Transpression or compression normal to the fault during strike-slip. Transtension or extension normal to the fault during strike-slip. Can be used to describe motion across entire strike-slip fault zone, or that with in bends. Produces similar structures to restraining or releasing bends in
En mapa
Pliegues buzantes
SIMBOLOS CARTOGRAFICOS DE FALLAS
CONVENCIONES DE PLIEGUES
EFECTO TOPOGRÁFICO SOBRE EL PATRÓN DE AFLORAMIENTO
PATRÓN DE AFLORAMIENTO DE PLIEGUES HORIZONTALES
ANTICLINAL BUZANTE (Plunging anticline)
PLIEGUES BUZANTES
DOMOS Y CUBETAS
MÉTODO MANO ALZADA
METODO MANO ALZADA
PLIEGUES ANGULARES AFECTADOS POR FALLA INVERSA
PLIEGUES CHEVRON INCLINADOS
Mapa de capas horizontales
Bloque diagrama con capas horizontales
Cuando la superficie del terreno no es plana, las trazas del techo y de la base de una capa dejan de ser rectas paralelas. En los cauces las trazas forman una V, cuyo vértice apunta en la dirección del buzamiento de las capas.
FALLAS EN CAPAS PLEGADAS Interpretación del desplazamiento de una falla vertical
Anticlinal asimétrico
Sinclinal asimétrico
ESTRIAS DE FRICCION
Earth 238-23
*Fault-bend folds
Fault and folding
Earth 238-23
Fault and folding
Earth 238-23
Fault and folding
Earth 238-23
Fault and folding
Earth 238-23
Fault and folding
*Fault-bend folds develop in normal fault systems, most notably rollover anticlines.
Earth 238-23
Faulting and stress
Earth 238-23
Faulting and stress
Earth 238-23
Faulting and stress
