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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