UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO FACULTAD DE GEOGRAFÍA LIC. GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RECURSOS HÍDRICOS
TEMA:
PLIEGUES Y PLEGAMIENTOS
GEOLOGÍA ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL EDGAR ÁNGELES MORENO ALUMNA: ELIZABETH ÁLVAREZ MORALES 4° SEMESTRE 15/ABRIL/2016
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.
Ilustración 1: Zona de deformación en una capa plegada
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 h acia la parte
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
Ilustración 2: Deslizamiento interestratal clástico (a) anti-clástico (b) en una secuencia de capas.
espacio.
TERMINOS FRECUENTES EN PLIEGUES
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 estr uctura. : 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.
: Es un pliegue cóncavo hacia arrib a, 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.
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
: 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. Es la línea de máxima curvatura de la superficie de estr ato : 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. 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.
: Son líneas ubicadas en la parte más alta y más baja de la estructura.
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
, cuando es en el sentido opuesto, se dice que la
vergencia es
Ilustración 4: Nomenclatura de las partes 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.
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.
: Son aquellos en los que el espesor de la capa es constante cuando esta es medida normal a las capas. : 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. : 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.
Ilustración 6: Clasificación de los pliegues según el espesor verdadero de sus capas cuando es medido en una dirección paralela al plano axial.
: Pliegues que no tienen las características de un pliegue
armónico.
Ilustración 7: La armonía en el p legamiento implica un cierto paralelismo en los estratos.
Durante el plegamiento de una secuencia de varias capas de
roca
existen
estructuras
menores,
estructuras
secundarias, que se forman de una manera subordinada al pr oceso 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 deformacionale s 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”.
Ilustración 8: Utilidad de los pliegues de arrastre "s" y "z"
En algunos casos los pliegues de arrastre so n 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
Otro tipo de estructura secundaria que es consecuencia del plegamien to es 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.
Ilustración 9: Estructuras secundarias asociadas a pliegues.
Otra estructura secundaria generalmente asociada con el plegamiento es el
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.
MECANISO DE PLEGAMIENTO
Donath y Parker (1964) identificaron dos mecanismos fundamentales de plegamiento: 1. Plegamiento flexural 2. Plegamiento pasivo
En donde el plegamiento por deslizamiento flexural ocurre cuando existe una fuerte
influencia mecánica de las rocas de algunos estratos, de tal forma qu e 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.
Ilustración 10: Pliegue por desprendimiento formado por deslizamiento flexural.
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
“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
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
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 orientació n y la forma de las fallas a la que está asociado el plegamiento. Los pliegues resultantes de este mecanismo
también han sido llamados
.
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
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.
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
Ilustración 11Evolucion progresiva de un pliegue por propagación de falla.
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 ac ortamiento
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.
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 l a 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 Ilustración 12: Geometría simplificada de plegamiento por triangulo de cizalla.
la dirección de un movi miento 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.
Estos se forman por la acción simultánea
de
movimientos
tectónicos y el depósito de sedimentos. llegan
a
Estos tener
pliegues
dimensiones
longitudinales de decenas de
kilómetros, así como relieves estructurales
Ilustración 13Pliegues Rollover
de
varios
kilómetros, por lo que son muy atractivos para formar yacimientos de hidrocarburos.
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 fal las 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
Ilustración tectónica
14:
Pliegue
por
inversión
un levantamiento y negativos cuando ocurre una subsidencia, ambos refer idos a un sistema de fallas, este tipo de estructuras se le conoce como pl iegues por inversión tectónica.
