14-Estilos-Extensional

Asociaciones y Estilos

Estructurales

Geología Estructural 2012

Asociaciones estructurales. Estilo estructural, controles: 1) régimen cinemático y dinámico, 2) litología: tectónica de piel delgada y de piel gruesa, falla de despegue basal, 3) Intensidad de los esfuerzoa, 4) nivel estructural: nivel superior, medio e inferior, procesos y estructuras asociados.

Asociaciones estructurales

• Comúnmente, los distintos elementos estructurales no se

encuentran aislados sino que se encuentran asociados.

• No se componen de cualquier combinación de estructuras.

Ciertas estructuras tienden a estar juntas formando

conjuntos con características propias y distintivas.

• Las asociaciones estructurales se caracterizan por

determinados patrones geométricos, cinemáticos, de

distribución y de evolución. Ej. Cinturón plegado y corrido

• Fueron denominadas por Dalhstrom: familias estructurales

Estilo estructural y estilo regional

Estilo estructural.

•Término muy usado pero poco precisado.

• Alude a una manera característica de deformación de una comarca

y está definido por una asociación estructural característica.

• Se refiere a una determinada asociación de estructuras generadas

en una única etapa o ciclo de deformación.

Estilo regional.

• Cuando se superponen distintos ciclos de deformación tendremos

una superposición de asociaciones estructurales distintas en una

misma comarca en el tiempo. Ej. Estilo de Sierras Pampeanas.

Estilo estructural

Varía según:

1. Régimen cinemático y dinámico.

2. Litología.

3. Intensidad de los esfuerzos.

4. Nivel estructural.

Estilo estructural

1. Régimen cinemático y dinámico.

• Las asociaciones o familias estructurales serán diferentes si

predomina la extensión, el acortamiento o el desplazamiento de

rumbo.

• Esos distintos regímenes se generan típicamente en ambientes

geotectónicos divergentes, convergentes y transformantes,

respectivamente.

Tectónica divergente Tectónica transformante

Estilo estructural

2. Litología.

Dos ámbitos corticales con diferente litología y propiedades

mecánicas frente a la aplicación de esfuerzos:

Basamento: substrato rígido, como soporte competente, con

numerosas anisotropías mecánicas.

Cobertura: relleno que cubre al basamento compuesto por

sucesiones estratificadas con espesor variable, menos rígido y con

una menor participación de anisotropías mecánicas.

Estilo estructural

2. Litología.

Dos estilos diferentes si involucra o no al basamento.

1. Tectónica de piel delgada ó epidérmica (thin-skinned). No

involucra al basamento. Denominada también tectónica de

cobertura o cobertera.

2. Tectónica de piel gruesa (thick-skinned). Involucra al

basamento. Denominada también tectónica de basamento.

Tectónica de piel delgada Tectónica de piel gruesa

Mattauer 1976

Fallas de despegue basal . Tectónica thin-skinned

Mattauer 1976

Estilo estructural

3. Intensidad de los esfuerzos.

Diferentes estilos dependiendo si la intensidad de los esfuerzos

es mayor o menor.

Mattauer 1976

Estilo estructural

4. Nivel estructural.

• Los tipos de estructuras y sus asociaciones varían según las

condiciones de deformación: presión, temperatura, presencia de

fluidos, tiempo, etc.

• Según la presión y temperatura a las que se generan las

estructuras, se distinguen distintos niveles estructurales

(también denominados pisos estructurales), tal que, cada nivel

estructural tiene un estilo estructural diferente.

Mecanismos de deformación en

distintas condiciones de p y t.

Niveles estructurales y

estructuras

Pliegues con

foliación

Mattauer 1976

Estilo estructural

4. Nivel estructural.

Nivel estructural superior. Deformación frágil. Cizallamiento. Fracturas

Nivel estructural medio. Deformación frágil-dúctil. Cizallamiento y plegamiento flexional.

Fracturas y pliegues isopacos.

Nivel estructural inferior. Deformación dúctil. Zonas de cizalla y cizalla pura. Pliegues

anisopacos y foliación.

Mattauer 1976

Frente superior

de la foliación

Límites superior

de la

esquistosidad

TECTÓNICA EXTENSIONAL

Geología Estructural 2012

• Fallas normales, diseños en planta y en profundidad. Fallas normales según su génesis: 1) En respuesta a la flexura. 2) Por colapso. 3) En respuesta a la extensión cortical. • Modelos simples de deformación extensional. 1) Modelo de fallas conjugadas no rotacionales (deformación sincrónica y secuencial) . 2) Modelo dominó,. 3) Modelo lístrico. 4) Modelo de plano-rampa (steep and flat structure). 5) Modelo de rotación en bisagra (Rolling hinge). • Sistemas complejos. Sistemas de fallas ligadas con ligazón dura o débil. Sistemas complejo tipo rampa-decollement (Gibbs). Sistemas complejos asociados a cizalla simple litosférica. • Nomenclatura de rifts (Rosendhal). Sistemas, ramas, zonas, unidades de rift (hemigraben) y bloques. Zonas de acomodación y fallas de transferencia. Familias de hemigrábenes.

FALLA NORMAL

Geometría

• Fallas inclinadas

• Pared colgante desciende

con respecto al piso.

• Buzamiento (en zonas

de tectónica activa)

20º > i < 70º

máxima frecuencia = 50º- 60º

(Jackson y White, 1989)

Las fallas normales son las principales estructuras por las cuales

se acomoda la extensión en condiciones de deformación frágil.

FALLA NORMAL

Cinemática y dinámica

1 vertical (clasificación

de Anderson)

• Componente de

desplazamiento de inclinación >

componente de desplazamiento

de rumbo

• Pitch=Cabeceo=Rake= > 45º;

> 80º

DISEÑOS DE FALLAS NORMALES EN PROFUNDIDAD

SUPERFICIE PLANA

Un solo juego predominante

Dos juegos conjugados

CAMBIOS DE BUZAMIENTO

Tramos de buzamiento

(steep and flat structure)

Cambio progresivo

(diseño lístrico)

Diseño de fallas normales en planta

Patrones de diseños altamente variables, multidireccionales.

1) Trazas rectilíneas

irregulares en zig-zag

diseño curvo en forma de arco

2) Fajas con uniones múltiples, bifurcaciones.

3) Fallas cruzadas por otras fallas oblicuas o transversales

4) Longitudes máximas de los bloques, de 35 – 40 – 60 km.

Diseño de fallas normales en planta

Diseño de fallas normales en planta

Fallas normales según su génesis

1) En respuesta a la flexura

2) Por colapso

3) En respuesta a extensión horizontal

Fallas normales según su génesis

1) En respuesta a la flexura

• Fallas normales asociadas a pliegues

• Fallas normales asociadas a diapiros

• Fallas normales asociadas a arqueamiento y domamiento cortical

3) En respuesta a extensión horizontal

• Tectónica extensional continental o en corteza oceánica

• Estructuras de crecimiento en márgenes pasivos

2) Por colapso

• Asociado a centros volcánicos y calderas

• Por movimiento (disolución o flujo) de evaporitas en el subsuelo

• Por compactación diferencial

• En respuesta a ascenso orogénico crítico

• Deslizamientos gravitatorios

Fallas normales según su génesis

1) En respuesta a la flexura

•

• Fallas normales asociadas a pliegues

• Fallas normales asociadas a diapiros

• Fallas normales asociadas a arqueamiento y domamiento cortical

Fallas normales según su génesis

1) En respuesta a la flexura

2) Fallas normales asociadas a pliegues

Mattauer 1976

Fallas normales según su génesis

1) En respuesta a la flexura

Fallas normales asociadas

a diapiros. Tectónica salina.

Movimiento verticales locales.

• Estructuras generadas por el

ascenso de depósitos de baja

densidad y comportamiento

plástico (Ej. evaporitas).

• El ascenso genera

deformación.

• Las formas se modifican a

medida que asciende.

• Formas en champiñón.

Mattauer 1976

Fallas normales según su génesis

1) En respuesta a la flexura

Fallas normales asociadas a arqueamiento y domamiento cortical

Fallas normales según su génesis

2) Por colapso

• Asociado a centros volcánicos y calderas

• Por movimiento (disolución o flujo) de evaporitas en el subsuelo

• Por compactación diferencial

• Deslizamientos gravitatorios

Tectónica gravitacional en

sucesiones horizontales o

inclinadas

Mattauer 1976

Colapso extensional de orógenos. Límite crítico de ascenso

Mattauer 1976

Fallas normales según su génesis

3) En respuesta a extensión horizontal

Tectónica extensional

continental o en corteza oceánica

ASOCIACIONES ESTRUCTURALES EN AMBIENTES

EXTENSIONALES

1) MODELOS SIMPLES DE DEFORMACIÓN EXTENSIONAL

2) SISTEMAS COMPLEJOS

3) MODELOS DE EXTENSIÓN DE LA LITÓSFERA CONTINENTAL

1) Modelos simples de deformación extensional

• Fallas conjugadas no rotacionales.

• Modelo dominó

• Modelo lístrico

• Modelo plano-rampa (steep and flat)

• Modelo de rotación en bisagra (rolling-hinge model)

1. Modelos simples de

deformación

extensional

FALLAS NO ROTACIONALES

Deformación sincrónica

Ramsay y Huber 1983

1. Modelos simples de

deformación

extensional

FALLAS NO ROTACIONALES

Deformación secuencial

Ramsay y Huber 1983

1. Modelos simples de

deformación

extensional

MODELO DOMINÓ

Ramsay y Huber 1983

Allmendinger, 1987

1. Modelos simples de

deformación

extensional

MODELO LÍSTRICO

Allmendinger, 1987

Allmendinger, 1987

1. Modelos simples de

deformación

extensional

MODELO PLANO – RAMPA

Ó STEEP AND FLAT

STRUCTURE

Ramsay y Huber 1983

1. Modelos simples de

deformación

extensional

MODELO PLANO – RAMPA

Ó STEEP AND FLAT

STRUCTURE

1. Modelos simples de deformación extensional

MODELO DE ROTACIÓN EN BISAGRA (ROLLING HINGE)

2. SISTEMAS COMPLEJOS

Sistemas de rifts continentales

Constituyen sistemas de fallas ligadas (Davison,1994)

Ligazón dura: ocurre cuando las fallas se ligan

directamente. Es común en asociaciones de corrimientos

y de fallas normales.

Ligazón débil. Ocurre cuando las fallas se ligan mediante

zonas de alta deformación dúctil sin el desarrollo de fallas

que la corten (Walsh y Watterson, 1991a). Hay coninuidad

mecánica.

SISTEMAS COMPLEJOS

• SISTEMAS EXTENSIONALES

RAMPA-DECOLLEMENT

(GIBBS)

SISTEMAS

EXTENSIONALES

RAMPA-

DECOLLEMENT

(GIBBS)

SISTEMAS COMPLEJOS

• Sistemas asociados

a CIZALLA SIMPLE

Modelo de extensión de la litósfera continental

En las décadas del 70 y 80 se desarrollaron distintos modelos para

explicar la extensión cortical.

Los tres tipos principales son:

I. Modelo de McKenzie; extensión simétrica y cizalla pura.

II. Modelo de Wernicke; extensión asimétrica y cizalla simple.

III. Modelo de delaminación; extensión asimétrica, cizalla simple

y delaminación litosférica (Lister et al. 1986).

NOMENCLATURA DE RIFTS SEGÚN SU

ESCALA (ROSENDHAL 1987)

Rifts de África Oriental

(Desde el mayor tamaño al más pequeño)

• 1. Sistema

• 2. Ramas

• 3. Zonas

• 4. Unidad de rift

• 5. Bloque

1. Sistema de rift de

Africa Oriental

2. Ramas Occidental y

Oriental del Rift.

3. Zonas de rift

Unidad Fundamental del sistema: hemigraben

La infraestructura dividida en bloques

Hemigrábenes y zonas de acomodación o zonas de

transferencia

Zonas de

acomodación

en sistemas

extensionales

de África

oriental

Geometría de unidades de hemigraben

ligadas

• La manera en que se unen las unidades de

hemigraben para formar zonas de rift da

origen a diferentes ordenamientos ligados.

Esas variaciones pueden agruparse en

familias:

FAMILY 1: overlapping,

opposing half-graben (convergentes)

FAMILY 1,

CASE B;

HIPOTHETICAL

CROSS-SECTIONS

FAMILY 2: non-overlapping

opposing half-graben (divergentes)

FAMILY 2,

CASE E;

HIPOTHETICAL

CROSS-SECTIONS

FAMILY 3: similar polarity half-graben

Modelo de

hemigrábenes

conjugados en la

cuenca Cuyana