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MODULO 2

Apartado 4Las deformaciones de los materiales de la corteza

terrestre

IntroducciónLa disposición original de los materiales es alterada por

Procesos endógenos, • Dependientes de la Tectónica de Placas• Englobados bajo el concepto de Tectónica (disciplina de la

Geología que estudia las deformaciones que sufren las rocas y las fuerzas que las provocan) o diastrofismo

• Actúan permanentemente, pero con variaciones de intensidad y localización en tiempo y espacio

Introducción

Estructuras geológicas con diversidad de escalas espaciales:

Con relevancia geomorfológica• Escala local: pliegues y fracturas• Escala regional o global: mantos de corrimiento,

horst, graben etc.

Sin relevancia geomorfológica• Microescala: observables a simple vista (diaclasas o

micropliegues), muchas veces únicamente al microscopio; sin importancia geomorfológica

Introducción

Fuerzas que actúan sobre los materiales: No dirigidas (presión o fuerza confinante o litostática).

• En el interior de la tierra, bajo el peso de otros materiales• Actúa en todas direcciones • Consecuencia: compactación (reducción volumen de una roca)

Dirigidas (esfuerzos tectónicos): • Actúa en una única dirección. • Se pueden dividir en pares de fuerzas • Múltiples tipos:

– Compresión (fuerza convergente)– Tensión (fuerza divergente)– Torsión (rotación) y cizalla


IntroducciónFactores que influyen en la deformación:

Presión a la que está sometida la roca: a mayor presión mayor plasticidadTemperatura: a mayor temperatura mayor plasticidad (excepciones como la arcilla).Fluidos: a mayor presión de fluidos menor plasticidad (salvo arcillas)Tiempo: reduce, en general, la plasticidad de las rocasLa anisotropía (variación de una propiedad según la dirección): las rocas experimentan distintas deformaciones según la dirección de los esfuerzos respecto a planos de estratificación, esquistosidad, etc

Introducción

La respuestaElástica: al cesar la fuerza, recupera su forma original (deformación reversible, pe. goma elástica)Plástica: por encima de cierto valor (límite de elasticidad) la deformación es permanente, pero no hay interrupción entre puntos contiguos del material deformado -pliegues-Deformación frágil: se deforma permanentemente, con interrupción entre los puntos contiguos del material (fallas, cabalgamientos y mantos de corrimiento)




Procesos diastróficos

Criterios para su clasificación: Intensidad o fuerza. Amplitud o extensión de los espacios afectados. Ritmo de las deformaciones.

Dos grandes conjuntos: Epirogénicos. Orogénicos.


EpirogénesisCaracterísticas:

• Movimientos verticales (elevación o hundimiento).• Afectan a zonas amplias (interior de las placas litosféricas,

restos de antiguas cordilleras, arrasadas y desmanteladas)• Ritmo lento pero sostenido, aunque con aceleraciones en

determinadas épocas

Causas• Cambios de densidad/estado de los materiales del manto

superior• Reajustes isostáticos: cambios en la masa de los bloques

continentales que reposan sobre el manto (movimientos rápidos)

Procesos diastróficosIsostasia

Capacidad de flotación de la corteza continental menos densa sobre los materiales más densos y capaces de deformación del mantoEquilibrio basado en la gravedad: cualquier disminución de densidad de los bloques supone movimientos de ascenso y descenso


EpirogénesisDesde el punto de vista topográfico y geológico generan dos grandes tipos de estructuras, dependiendo del sentido del movimiento vertical:• Anteclises• Sineclises


EpirogénesisAnteclises

• Grandes abombamientos, producto de una dinámica ascendente de un sector de la litosfera

• Provocan el afloramiento de: – Rocas plutónicas y metamórficas (basamento).– Rocas sedimentarias antiguas, bien consolidadas y

diagenizadas (zócalo).

• Al quedar al descubierto, son sometidas a una prolongada actividad erosiva por parte de los agentes externos.


EpirogénesisSineclises.

• Áreas deprimidas producto de una dinámica subsidente.• Receptoras de importantes espesores de sedimentos

(cuencas sedimentarias), superponen dos conjuntos de materiales:

– En superficie, cobertera sedimentaria discordante, relativamente reciente y poco litificada, escasamente deformada

– En profundidad, basamento antiguo y consolidado

Procesos diastróficosEpirogénesis

Consecuencias: • Basculamientos y abombamientos de gran radio de

acción– Pendientes y desniveles suaves– Causados por movimientos de pequeña intensidad, en el interior de

las placas litosférica– Típico de las plataformas precámbricas

• Fracturación: – Movimientos de cierta intensidad, en sectores marginales de las

placas – Respuesta típica de las plataformas hercínicas y caledónicas


EpirogénesisRepercusión: más geomorfológica que tectónica

• La estructura físico-química de las rocas no sufre modificaciones de importancia.

• Variaciones en la disposición de los materiales a escala regional, especialmente en el caso de las sineclises(estructuras aclinales y monoclinales)

• Condicionan la actividad de los agentes externos: determinan el tipo de rocas sobre el que se desarrolla el modelado (comportamiento diferencial de zócalos y coberteras).


OrogénesisEtimología:

• oro –montaña-, génesis

Definición: • Procesos que conducen a la elevación de sectores de la

corteza terrestre, normalmente en el margen de placas litosféricas o en áreas entre placas próximas


OrogénesisCaracterísticas

• Relativamente rápidos (aunque con pulsaciones discontinuas).

• Localizados en el tiempo (orogenias) y en el espacio (orógenos).

• Carácter horizontal (acompañados de importantes dinámicas en sentido vertical) y compresivos(movimientos tangenciales)

Procesos diastróficosOrogénesis

Características• Gran complejidad litológica y estructural:

– Materiales:– Depósito de grandes espesores de sedimentos de

origen variado (fundamentalmente marinos – rocas carbonatadas- con intercalaciones detríticas)

– Intrusiones magmáticas (predominando granitos, con alguna intercalación volcánica)

– Metamorfismo por aumento de temperaturas y presión– Engrosamiento de la corteza: deformaciones (pliegues),

dislocaciones (fracturas), desplazamiento (cabalgamientos y mantos de corrimiento)


OrogénesisOrogenia

• Fase o periodo temporal en el que se produjo una deformación de la corteza terrestre mediante movimientos diastróficos

• La Hª Geológica del planeta ha experimentado diversos ciclos orogénicos (caledónica, hercínica, alpina


OrogeniaCombina episodios de distinta naturaleza tectónica:

• Fases compresivas: acercamiento (colisión) de placas litosféricas

– Acortamiento de la corteza continental. – Elevación de bloques (movimientos vertical, fallas inversas). – Movimientos horizontales (tangenciales). – Afloramiento de los niveles profundos de los orógenos.

• Fases distensivas: – Compensación isostática de los bloques, por erosión y

exportación de sedimentos (sedimentaciones sinórogénicas en los bloques hundidos)


OrogeniaSegún la tectónica de placas, dichos episodios puntuales se deberían a:

• Aumentos de la velocidad de subducción de las placas • Cambios en el ángulo del plano de Benioff (ángulo de

subducción).

Curiosidad: • Persistencia de similares direcciones estructurales dominantes

en todos los ciclos orogénicos (E-W -mediterránea- y N-S –pacífica-)

• ¿Zonas de especial debilidad de la corteza?

Procesos diastróficosOrógeno

Definición• Geológica: “borde de placa en los que existe o ha existido una

situación orogénica acompañada de sisimicidad, deformación intensa de la corteza acompañada de fenómenos de magmatismo y metamorfismo, resultado de la interacción entre los bordes de placa que subducen o cabalgan unos sobre otros”

• Morfoestructural: “masa total de la corteza terrestre deformada durante una orogenia”

Dimensiones: estructuras alargadas y lineales, con centenares a miles de km de longitud, y anchuras de varios cientos de km


El orógenocaledónico

Situación actualReconstrucción paleogeográfica


OrógenoDiferencias entre orógeno, montaña y cordillera:

• No todas las montañas actuales son orógenos; las que síconstituyen orógenos se denominan Cordilleras

• No todos los orógenos antiguos son montañas: inicialmente sí, pero fueron arrasados por la erosión (orógenos caledónicos y hercínicos).

• Un mismo orógeno puede sufrir orogenias sucesivas, con direcciones de deformación coincidentes o cruzadas, pe. el Pirineo


OrógenoPoseen diferentes niveles estructurales

• Sectores de la corteza con idénticos mecanismos de deformación

• Las deformaciones se generan a distintas profundidades, sometidas a diferentes condiciones (temperatura, presión)

Las estructuras geológicas resultado de la deformación:

• Niveles superiores: cabalgamientos, aloctonías.• Niveles intermedios: pliegues regulares y pliegues falla.• Niveles profundos: esquistosidad, foliación, aloctonía.



Tipos de orógenos (según origen)Térmicos:

• Ligados al proceso de subducción de la corteza oceánica bajo la continental (pe. Andes)

• Generan: – Deformación de materiales sedimentarios, con

metamorfismo – Intrusiones de grandes volúmenes de magma, tanto en

profundidad –batolitos graníticos- como en superficie –vulcanismo-



Tipos de orógenos (según origen)Mecánico:

• Por colisión de dos masas continentales (pe. Himalaya) • Genera:

– Solapamiento de una masa continental sobre otra. – Pinzamiento de la corteza y de sedimentos oceánicos entre

ambas masas. – Ausencia de vulcanismo


Procesos diastróficosTipos de orógenos

Discusión: actualmente se señala que

• Los mecánicos constituyen la fase final de uno térmico

• Algunos orógenos están formados por una yuxtaposición de litoferoclastosformados en microcolisiones, cuando el orógeno constituía un borde destructivo.


Tipos de orógenos (según localización):Intracontinentales: en el interior de una masa continental (pe. Pirineo) Intercontinentales: en la zona de contacto de dos placas (Alpes, Himalaya).Pericontinentales: en el borde de una placa, limitada por el océano (Andes). Arcos insulares: sobre el océano, en los bordes de una placa


Estas deformaciones originan las estructuras geológicas:

Pliegues (deformación plástica) Fracturas (deformaciones frágiles) Unidades desplazadas

• La deformación elástica, por sus características, no va a dejar estructuras geológicas perdurables; es bastante frecuente en los movimientos sísmicos

Pliegues

DefiniciónEstructura geológica producto de una deformación continua y plástica de la corteza terrestre. Los materiales adoptan una disposición ondulada: la superficie de referencia plana original se curva La más común de las deformaciones, con muchas escalas de tamaño.


Pliegues

Condiciones para la aparición de plieguesMateriales estratificados, flexibles y plásticos (capaces de deformarse sin romperse ante los esfuerzos)

• Sedimentarias (no todas). • Rocas metamórficas epizonales: sus pliegues son

heredados de una fase de plegamiento previa o simultánea al proceso de metamorfismo (hoy no podrían plegarse)

Pliegues

Procesos causantes de plieguesCompresión lateralDeslizamiento por gravedadIntrusión (diapiros)Hidratación

Pliegues

Procesos tectónicos causantes de plieguesCompresión lateral (movimientos horizontales o tangenciales)

• Típica de movimientos orogénicos (la más común)– Por desplazamiento horizontal de la cobertera – Afecta localmente a los materiales que reciben los esfuerzos:

limitados en extensión

Pliegues

Procesos tectónicos causantes de plieguesDeslizamientos por gravedad

• Causa: movimientos verticales del basamento y deslizamiento por gravedad de la cobertera.

• Implican – Velocidades diferenciales – Esfuerzos compresivos concentrados – Los obstáculos al deslizamiento ocasionan plegamientos

complejos en grandes extensiones.

• Cuando los esfuerzos superan un umbral aparecen escamas de cabalgamiento, producto de la superposición de pliegues cabalgantes acumulados en la zona hundida (pe. Jura y Sierras Exteriores Pirenaicas)

Pliegues

Procesos tectónicos causantes de plieguesIntrusión de diapiros o domos salinos y masas magmáticas: empujan y deforman los materiales situados encima.Hidratación (algunos minerales): la transformación de anhidrita en yeso se acompaña de la intrusión de agua que hincha y pliega la capa superior.Sinsedimentarios: se pliegan a la vez que el depósito de sedimentos porque se hunde el fondo por una compactación distinta, etc.

Pliegues

Según el nivel estructural en el que se produjo la deformación se distinguen:

Pliegues profundos (niveles estructurales medios),

• Formados bajo fuertes presiones y altas temperaturas• No sometidos a procesos erosivos durante su formación. • Típicos de los relieves apalachenses.

Pliegues

Según el nivel estructural en el que se produjo la deformación se distinguen:

Pliegues de cobertera (niveles superiores): • Ante las presiones laterales y verticales no encuentran

resistencia por parte de capas superiores • Sometidos a la interferencia de los procesos erosivos

durante el plegamiento

• Típicos de estructuras de cobertera

Pliegues

Pliegues

Elementos geométricosPlano o superficie axial: plano imaginario de simetría que une todos los puntos de máxima curvatura

• Vergencia: ángulo del plano axial respecto a la horizontal.

Charnela: línea de intersección del plano axial con la capa más externa (puntos de máxima curvatura: las capas cambian de buzamiento)Cresta: línea de la capa más externa situada a mayor altitud (sólo coincide con la charnela en los pliegues verticales


PlieguesElementos geométricos

Eje: intersección de un plano axial y la horizontal. • Sobreelevaciones y ensilladuras: ascensos y descensos del eje

Flancos: lados del pliegueBuzamiento: ángulo entre el flanco y la horizontal (perpendicular al plano axial)Rumbo o dirección: ángulo con respecto al N de la línea de intersección del estrato con el terreno.Terminación o cierre periclinal: incurvación en torno a un plano axial que cierra el pliegueInmersión: ángulo que forma el eje del pliegue con la horizontal.

Pliegues

Tipos de pliegues: Geometría y configuración planimétrica(relación entre la longitud del eje/anchura)

• Anticlinales/sinclinales: 2 longitud > anchura– Anticlinales: las capas más modernas envuelven a las

más antiguas.– Sinclinal: las capas más antiguas envuelven a las más

modernas.

• Braquipliegues: pliegues cortos, en los que 2 longitud < anchura.

• Pliegues circulares: longitud = anchura (domo anticlinal o cubeta sinclinal)

Pliegues

Pliegues

PlieguesGeometría y configuración planimétrica.

Interés geomorfológico• Información sobre la dirección de los esfuerzos: una dirección

predominante –lo normal- o de varias a la vez –interferencia-). • Sinclinales:

– Posición topográfica baja: protección frente a la erosión por retraso en la acción de los agentes de modelado.

– Zona de especial resistencia: su charnela experimenta una mecánica compresiva (engrosamiento de los materiales)

• Anticlinales: – Posición topográfica alta: afectadas más rápidamente por los agentes

de modelado. – Zona de especial resistencia: su charnela experimenta una distensión

(estiramiento), a veces con migración de materiales hacia los sinclinales (fracturas paralelas al eje del pliegue).

PlieguesVergencia del plano axial

Interés geomorfológico: grado de acortamiento de la corteza asociado a la deformación.

• Verticales o simétricos: flancos con buzamiento contrario, pero de igual valor; plano axial vertical (sin vergencia)

• Disimétricos: cresta y charnela no coinciden; según la vergencia del plano axial

– Inclinados: flancos con buzamiento diferente – Tumbados: plano axial >45º; flancos con igual buzamiento. – Volcados plano axial <45º. – Acostados. Ambos flancos dispuestos horizontalmente (vergencia

0º). – En rodilla


Cilíndricos (A) y cónicos (B)

Pliegues

El grado de deformación de los estratosIsópacos: los estratos conservan su espesor original. Anisópacos: los capas experimentaron un engrosamiento o adelgazamiento –laminación-, pudiendo ser:

• Estirados: adelgazamiento sin rotura.• Laminados: se produce la ruptura de alguno.• Pliegues–falla o pliegues cabalgantes: uno de sus flancos

está estirado, roto y desplazado.

Pliegues

El grado de deformación de los estratosArmónicos: todos los estratos responden de la misma forma

• Infrecuentes: las series estratigráficas combinan materiales de diversa plasticidad, resistencia etc.

• Ocurre con pliegues laxos y simétricos, resultado de empujes tectónicos suaves

Disarmónicos: respuesta heterogénea de los estratos, por

• Plegamientos diferenciales: las capas plásticas se despegan de las más rígidas mientras éstas se pliegan más intensamente.

• Cambios de espesor. • Migración de los materiales

Pliegues

El grado de deformación de los estratosImportancia geomorfológica:

• Variaciones de espesor, así como disarmonías ocasionan diferencias de resistencia:

– Sectores comprimidos (charnela sinclinal) – Engrosamiento de los materiales más rígidos/menos plásticos

y adelgazamiento (emigración) de los más plásticos; de ahíque los estratos tienden a mantener su espesor o a aumentarlo (mayor resistencia)

– Sectores distendidos (charnela anticlinal, flancos con fuerte buzamiento)

– Adelgazamiento de los materiales más rígidos/menos plásticos y engrosamiento de las capas de mayor plasticidad.


Pliegues

Los pliegues se agrupan en conjuntos. Los criterios de clasificación son

• Combinando su elevación estructural y su vergencia • Combinando su forma y dimensiones

Pliegues

Combinando elevación estructural y vergencia Sistemas homogéneos: sin variaciones apreciables de elevación estructural y planos axiales más o menos paralelos. Pliegues isoclinales: conjunto de pliegues con los planos axiales de igual vergencia. Pliegues en abanico: pliegues en los que, a partir de uno con el plano axial vertical, los demás adoptan inclinaciones opuestas.

Pliegues

Combinando elevación estructural y vergenciaAnticlinorio: estructura formada por varios pliegues con disposición similar a un anticlinal (más elevados en el centro del conjunto, más bajos en los márgenes) y planos axiales divergentes. Sinclinorio: idem com disposición similar a un sinclinal (los más elevados en el exterior, los más bajos en el centro) y planos axiales con vergencias convergentes.

Pliegues

Combinando elevación estructural y vergenciaInfluencia geomorfológica.

• En un anticlinorio los pliegues menos resistentes son los centrales, a causa de

– Mayor distensión general. – Mas temprana actuación de la erosión.

• En un sistema homogéneo no presentan diferencias de resistencia y erosionabilidad significativas (salvo las derivadas de su condición de anticlinal o sinclinal)


PlieguesPor su forma y dimensiones, diversos estilos a través de los cuales

se detectan comportamientos disarmónicos en las series estratigráficas determinan, dentro de ellas, la distribución de las capas rígidas y plásticas.

Pliegues

El comportamiento del zócalo y la dirección e intensidad de los esfuerzos:

Normal o Jurásico: • No presenta diferencias significativas en la longitud de onda

de anticlinales y sinclinales. • Buzamientos de flancos de grado bajo o medio. • Causada por la ausencia/escased de comportamientos

disarmónicos, debido a series estratigráficas homogéneas.

Isoclinal: • No existen diferencias en anchura. • Pliegues muy apretados. • Buzamientos considerables, paralelos entre sí.


Pliegues

Estilos provocados por una reacción disarmónicaEyectivo:

• Sinclinales amplios y anticlinales estrechos • Causa: esfuerzos concentrados en puntos de la cobertera,

respuesta a movimientos diferenciales de los materiales subyacentes

Deyectivo:• Amplios anticlinales y estrechos sinclinales. • Causa: movimientos diferenciales en el basamento, en los que

la serie sedimentaria de gran plasticidad se sitúa en el fondo


Pliegues

Tipos de plieguesAutóctono se formó en la misma zona donde reposaba la serie estratigráfica. Alóctono: la deformación desplazó la serie estratigráfica.

Esta definición es confusa, pues Teóricamente todos los pliegues son alóctonos por el acortamiento de la cortezaEstrictamente, los pliegues alóctonos son muy vergentes pero con un desplazamiento limitado, en los que se superponen los flancos.

• Si existen un gran desplazamiento se convierten en mantos de corrimiento

Pliegues

DiapirosAfloramiento de materiales plásticos y móviles Causa: despegue y migración lateral y vertical de materiales, sometidos a deformaciones halocinéticas:

• Arcillas: floculación de sus aguas alcalinas (modificación de su consistencia –mayor plasticidad-) que propician despegues y estiramientos de los estratos.

• Sales y yesos: disoluciones parciales y recristalizaciones que propician un comportamiento isotrópico (transmisión de las tensiones generadas por los esfuerzos tectónicas y migración hacia arriba por su menor densidad

Pliegues

DiapirosConsecuencias:

• Deformación de la cobertera en forma de anticlinales– Disarmonías -afloramiento de materiales evaporíticos en su seno-– Empaquetamientos, hinchamientos, pliegues en cofre o en

champiñón con la charnela rota

• Extrusión en superficie aprovechando debilidades tectónicas del encajante o donde los esfuerzos ascendentes son máximos, en forma de falla inversa (los materiales plásticos cabalgan parcialmente sobre los competentes)


Fracturas

¿Por qué los materiales se rompen en vez de plegarse?:

Rigidez materiales. Su grado de plasticidad inferior a la intensidad de los esfuerzos tectónicos (sobre todo si éstos son de carácter distensivo)

La ruptura de los materiales genera una serie de dislocaciones bajo el nombre genérico de fracturas.

Fracturas

Características: Roturas mecánicas de la corteza, de dimensiones diversas (desde pequeñas fallas a grandes conjuntos estructurales). Afectan a todo tipo de materiales de la corteza terrestre, aunque son más frecuentes sobre materiales antiguos (consolidados). Resultado de procesos compresivos y distensivos. Tipología variable: diaclasas, flexiones y fallas

FracturasDiaclasas

Rotura de un sector de la corteza terrestre sin desplazamiento relativoOrigen: litogénesis (consolidación del material magmático, metamorfismo, diagénesis sedimentaria), acción de agentes externos (pe. el hielo). Tipología:

• De retracción: pérdida de volumen de las rocas (pe. las arcillas se deshidratan o rocas volcánicas –basalto- al solidificar)

• Por tensión: por ejemplo en la parte externa de la charnela de los pliegues.

• Por compresión: cara interna de la charnela de los pliegues.

Fracturas

Fracturas

FlexiónBrusca acentuación del buzamiento de un conjunto de materiales, pero sin ruptura ni desplazamiento de los mismos.

FracturasFallas

Estructuras geológicas resultado de la ruptura de la continuidad (deformaciones frágiles) de un conjunto de materiales, acompañadas de un desplazamiento. Tipo de dislocación más frecuente e importante Origen fundamentalmente tectónico. Generalmente las identificamos porque se ponen en contacto materiales de distintas edades.

Fracturas

Elementos geométricos de una fallaPlano de falla: plano o superficie en la que se produce la ruptura entre los bloques (a gran escala tiene un trazado rectilíneo, a pequeña escala su trazado es más irregular). Sirve para orientar la fallaVergencia del plano de falla: ángulo que forma el plano de falla con respecto a la horizontal.Línea de falla: intersección del plano de falla con la horizontal.Dirección: orientación del plano de falla en relación a los puntos cardinales

Fracturas

Elementos geométricos de una fallaLabios de falla: cada uno de las partes divididas y separadas por la falla.

• Labio hundido: el que queda en posición inferior con respecto al otro.

• Labio levantado: se mantiene elevado con respecto al hundido.

• Generalmente no se puede saber si se ha hundido uno o se ha levantado el otro. Sólo podemos observar el movimiento relativo de uno con respecto al otro.

Fracturas

Elementos geométricos de una fallaSalto de falla: desplazamiento vertical u horizontal (salto lateral o en dirección) de los labios sobre el plano de falla.

• Salto transversal mide el desplazamiento relativo de los labios, que puede ser de positivo (acercamiento, falla inversa) o negativo (alejamiento, falla normal).

• Salto horizontal: es el alejamiento de un bloque con respecto a otro medido en la horizontal. Es perpendicular al salto lateral.

• Salto vertical: la distancia, en la vertical, que separa ambos labios. Es perpendicular a los dos anteriores.

• Salto neto: resultante de los tres anteriores, normalmente acompañada de estrías que indican la dirección del salto neto.

Fracturas

Otros elementosEspejo de falla: Superficie pulida, de aspecto satinado, de pequeñas dimensiones (unos pocos m).

• Acompañada de estrías o escamas que reflejan la dirección del desplazamiento.

• Producto de la alteración de los materiales por dinamometamorfismo (roce entre bloques por su desplazamiento, altas presiones y temperaturas).

Franja milonítica (milonito): franja en la que aparece un conjunto de materiales sometidos a dinamometamorfismo.

Fracturas

Fracturas

Tipos de fallasLos criterios de clasificación son diversos, pero se pueden concretar en:

• Dinamismo/tipo de esfuerzo orogénico• Valor y el sentido del salto lateral de falla

Fracturas

Tipos de fallasSegún su dinamismo y tipo de esfuerzo tectónico

• Fallas verticales: – El plano de falla carece de

vergencia. – Salto de falla inexistente o muy

débil. – Resultado de esfuerzos

tectónicos verticales o levemente distensivos(estiramiento leve de la corteza).

Fracturas


• Fallas directas o normales: – Resultado de una expansión

local de la corteza (esfuerzos distensivos).

– El labio desplazado sobre el plano de falla se hunde con respecto al anterior.

Fracturas


• Fallas inversas: – Por acortamiento local de la

corteza (resultado de un movimiento compresivo).

– El labio desplazado sobre el plano de falla monta sobre el otro


Fracturas


• Fallas cabalgante: – Por acortamiento local de la

corteza (resultado de un movimiento compresivo muy intenso)

– El labio desplazado sobre el plano de falla monta sobre el otro, pero el plano de falla es casi horizontal

FracturasTipos de fallas

Según su dinamismo y tipo de esfuerzo tectónico

• Fallas en dirección: – Cuando domina el componente

horizontal.– Según el valor y sentido del salto

lateral de falla: – Desenganches: bloques de

pequeñas dimensiones. – Desgarres: bloques con grandes

dimensiones. – Directas: sin desplazamiento

vertical – Oblicuas: combinan un

desplazamiento horizontal y vertical.

– Diestras (destrales)/siniestras: según el sentido del movimiento



Fracturas

Tipos de fallasSi afectan a materiales sedimentarios, se puede establecer una clasificación que combina la vergencia del plano de falla y el buzamiento de los estratos (diferentes modos de contacto o de yuxtaposición de las capas sedimentarias).

• Perpendiculares: inclinación del plano de falla perpendicular a los estratos.

• Conformes: vergencia del plano de falla en el mismo sentido del buzamiento.

• Contrarias: vergencia del plano de falla con sentido contrario al buzamiento.

FallasTipos de fallas

En función del buzamiento del plano de falla: • Lístricas: plano curvo, con una fuerte pendiente en la zona

superficial y curva en profundidad. • Tendidas: plano subhorizontal, resultado de esfuerzos de

carácter lateral.

Fracturas

Las fallas se agrupan en campos de fallas, Redes regionales o locales cuyas características y tipología provienen del sentido e intensidad de los movimientos diastróficos

• Fallas sintéticas: perpendiculares a los esfuerzos tectónicos principales, gran profundidad y gran desarrollo longitudinal.

• Fallas antitéticas: paralelas al sentido de la deformación y perpendiculares a las anteriores, menor profundidad y desarrollo longitudinal.

• Sistemas de desgarre.


Unidades desplazadas

DefiniciónEstructuras geológicas desplazadas horizontalmente del lugar de deposición de los materiales que las constituyenTípicas de orógenos, al combinar

• Empujes horizontales (tangenciales) • Movimientos de gravedad (acortamientos y levantamientos de

un sector de la corteza terrestre)Afectan (no siempre) a materiales estratificados (sedimentarios y metasedimentarios)El desplazamiento se produce a favor de un plano de despegue, cuyas características dependen del tipo de material afectado


Unidades desplazadasIdentificación difícil debido a :

La amplitud, tanto del desplazamiento de los materiales (distancia) como el volumen de material desplazadoComplejidad estructural

• Superposición anormal de materiales, pe. zócalo (+ antiguo) sobre cobertera (+ moderna).

• Proximidad de facies correspondientes a ambientes sedimentarios diferentes (facies de borde y facies de centro).

Criterios de clasificación: Enraizamiento (en contacto con la zona de origen de los materiales desplazados)Magnitud y dimensiones del desplazamiento


CabalgamientosDesplazamiento horizontal limitado, permaneciendo enraizados.Componentes:

• Unidad cabalgada: sobre la que reposan los materiales movilizados.

• Unidad cabalgante: la unidad desplazada. • Frente: franja o línea de contacto y superposición con la

unidad autóctona. • Raíz: área posterior que enlaza con el lugar de procedencia.

Amplitud variable, que, a consecuencia de un apilamiento de materiales, llegan a alcanzar grandes espesores


CabalgamientosEstructuras geológicas que originan cabalgamientos

• Fallas inversas: las superposiciones tienen escaso desarrollo horizontal.

• Pliegues cabalgantes y pliegues-falla: desplazamientos laterales que no implican desenraizamiento.

• Escamas de cobertera: pequeñas porciones de la cobertera fallada y despegada que se superponen en unidades cabalgantes.


CabalgamientosModos de asociación

• Escamas imbricadas: múltiple superposición de pequeños fragmentos de la cobertera.

• Cabalgamientos desdoblados (desdoblamientos): cabalgamientos de mayor desarrollo horizontal, en las que una porción de la cobertera se superpone a símisma, doblando la serie estratigráfica.


UNIDAD CABALGADA

UNIDAD CABALGANTE

FRENTE

DORSO

FRENTE



Mantos de corrimientoUnidades desplazadas, desenraizadas y superpuestas a otras unidades con las que no tienen ninguna relación genéticaSuperposición:

• Zona alóctona: unidad desplazada de su ubicación actual. • Zona autóctona: no desplazada (generada in situ) sobre la que

reposa la alóctona.

Mayores dimensiones que los cabalgamientos, aunque variables (Alpes 100 km; Pirineo > 40 km)

Unidades desplazadasMantos de corrimiento

Elementos• Plano de deslizamiento, planar o en rampa: plano o

superficie (línea de fractura) sobre la que se produjo el desplazamiento de la zona alóctona, separando ambas unidades. Puede tener varias disposiciones: horizontal, inclinada o lístrica.

• Vergencia: dirección hacia la cual se ha movido la unidad alóctona en relación a la autóctona.

• Frente: constituye la mayor elevación estructural, se sitúa en la parte delante, por lo que constituye el límite máximo del avance de un manto. Los materiales se disponen con la misma dirección del desplazamiento.


Mantos de corrimientoElementos

• Raíz: constituye un descenso de la elevación estructural, se sitúa en la parte posterior del manto. Puede aparecer como una ruptura de los materiales o la continuidad con buzamientos opuestos a la dirección de desplazamiento.

• Culminación: estructura en forma de anticlinorio o domo, se genera al superponerse.

• Techo: superficie superior de los mantos, coincide con la charnela anticlinoria de la culminación.



Mantos de corrimientoVentana tectónica: afloramiento de la parte inferior de un manto o de los materiales autóctonos, rodeado de materiales alóctonos. Aparece por erosión postectónica. Frecuentes en los mantos superpuestos duplicados. Escama o klippe porción de un manto separada del resto por erosión postectónica. Escamas de arrastre: fragmento autóctono arrastrado por el manto de corrimiento.



Mantos de corrimientoTipos de mantos

• Por deslizamiento– Movimientos laterales gravitacionales asociados a

levantamientos y abombamientos de la corteza.– Amplitud pequeña

• Por extensión– Empujes horizontales relacionados con desplazamientos de

la corteza terrestre y con contactos entre placas.– Amplitud: grandes dimensiones (desplazamientos

horizontales de > 100 km


Mantos de corrimientoSistemas de mantos: asociación de mantos de corrimiento y cabalgamientosTipos: dobles, imbricados, zonas triangulares

Conclusión

Los diversos tipos de estructuras de deformación no son independientesCuando aparecen esfuerzos tectónicos muy intensos:

Desplazamiento y diferenciación de los mantos de corrimiento. Subdivisión de los mantos de corrimiento en unidades, escamas. Posterior plegamiento de estas unidades en ondulaciones anticlinales y sinclinales. La relajación posterior (distensión finiorogénica) provoca estructuras de dislocación.

Interferencia entre tectónica y modelado

En la configuración de las formas de relieve estructural también intervienen factores exógenos cuya actuación puede ser:

SINTECTÓNICA: al mismo tiempo que se emplazan las estructuras geológicas. POSTECTÓNICA: tiempo después de su emplazamiento, las estructuras geológicas son exhumadas y erosionadas.

Interferencia entre tectónica y modeladoRelaciones entre estructura geológica y red fluvial

Red fluvial: agente morfodinámico activo, sobre todo bajo climas templados La influencia de la estructura geológica en la disposición y trazado de la red hidrográfica se manifiesta a través de:

• La distribución de rocas coherentes y deleznables.• La deformación experimentada por los materiales.

En función del grado de control de la estructura geológica sobre el trazado de la red hidrográfica, ésta se clasifica en

• Adaptada• Inadaptada

Interferencia entre tectónica y modeladoRelaciones entre estructura geológica y red fluvial

Adaptación• Trazado controlado por la estructura geológica.

– Sobre afloramiento de rocas blandas (adaptación litológica). Ej ríos– Depresiones ortoclinales (relieves monoclinales) – Combes abiertas en la charnela anticlinal o surcos que separan

las crestas o barras rocosas. – Misma orientación que las deformaciones de la corteza terrestre

(adaptación tectónica). Ej. ríos– Cataclinales en relieves monoclinales– En los relieves plegados los que discurren sobre las charnelas

sinclinales.


Relaciones entre estructura geológica y red fluvial

Adaptación• Un caso particular es la adaptación a una tectónica de

fractura: – Ej. valles de fractura (trazado recto y confluencias

angulosas), en línea de falla (sobre sectores con abundantes fallas).

– La adaptación puede ser doble (litológica y tectónica): – La rotura crea una zona frágil por la trituración. – Los valles localizados en fosas tectónicas explotan

rellenos detríticos sintectónicos/postectónicosfácilmente atacables.


Relaciones entre estructura geológica y red fluvialInadaptación

• Trazado indiferente a la naturaleza de las rocas o a las deformaciones de la corteza terrestre.

• Ejemplos: – Relieves monoclinales: cursos anaclinales (sentido contrario al

buzamiento) – Relieves plegados: cluses (de origen ocasional semiadaptado,

aprovechando el descenso del eje del pliegue –sillón- o fracturas dentro del mismos.

– Relieves fracturados: gargantas en “horst” graníticos a pesar de rocas deleznables próximas (Torno del Tajo, en Toledo); ríos con sentido opuesto al basculamiento de los bloques.



Inadaptación• Causas: teoría de la epigénesis (epi: sobre; génesis,

nacimiento), que hace referencia a la instalación de cursos fluviales en condiciones que eliminan los obstáculos generados por la estructura geológica.

• Tipos de epigénesis– Antecedencia– Sobreimposición


Relaciones entre estructura geológica y red fluvialInadaptados

• Antecedencia– Red hidrográfica previa a la deformación tectónica (pe. Rhin). – Causas (aisladas o en combinación):

– Lentitud de los movimientos tectónicos (los movimientos rápidos ocasionan desviaciones de la red de drenaje.

– Gran capacidad erosiva de los ríos, que anula los efectos de la deformación

– Este proceso sólo explica la inadaptación sobre relieves producto de una orogénesis reciente (implica la supervivencia de una red hidrográfica muy antigua

– Sobre formaciones detríticas deformadas (neógenas o cuaternarias)– Partes más externas de cadenas plegadas o macizos antiguos

rejuvenecidos




Inadaptados• Sobreimposición.

– Red hidrográfica es posterior a la deformación tectónica y a las estructuras geológicas actuales.

– Característica: alternancia de– Cauces principales rectilíneos, independientes de la estructura

(inadaptados). – Cauces o valles afluentes adaptados a la estructura geológica.

– Ejemplo característico: cabeceras del Ebro, Duero o Tajo

Interferencia entre tectónica y modeladoRelación entre estructura geológica y red fluvial

Inadaptados• Sobreimposición (causas)

– Arrasamiento generalizado – Exhumación de estructuras fosilizados por otros materiales: el

encajamiento actual sigue el trazado del río sobre ese recubrimiento pe. bordes de las cadenas alpinas (cluses del Prepirineo) y fosas dentro de plataformas (Macizo Central Francés)

– La reactivación de la erosión se debe a: – Levantamiento de una porción de la corteza terrestre (ríos

que desembocan en el mar). – Descenso del nivel de base (cursos medios y altos de los ríos).

– La excavación respeta testigos de esos depósitos, colgados por encima del curso fluvial.


En cualquier estructura geológica podemos encontrar cursos de agua adaptados e

inadaptados, incluso un mismo curso de agua puede estar adaptado

en unos tramos e inadaptado en otros



Las redes de drenaje en zonas de cobertera sedimentaria adoptan una organización y disposición precisa respecto a las estructuras geológicas y a la topografía Esta denominación ayuda a:

• Caracterizar las morfoestructuras• Describir con precisión el tipo de red fluvial


Paralelos al eje del pliegue (transversal al buzamiento). Frecuentes en cualquier tipo de red por su adaptación a la estructura y a la erosión diferencial

OrtoclinalSubsecuente

Sentido contrario al buzamiento de los estratos. Típica de redes antecedentes, reflejo de evoluciones complejas

AnaclinalObsecuente

Misma dirección que el buzamiento de los estratos.Frecuentes en cualquier tipo de red por su adaptación

a la estructura y a la erosión diferencial.

CataclinalConsecuente

DescripciónValleRío

Relaciones entre tectónica y modelado


Las superficies de erosiónSuperficies planas en la cumbre (pe. Sierra de Guadarrama) o en las laderas (rellanos escalonados, pe. Sistema Ibérico)Cuando ocupan grandes extensiones en zonas llanas: penillanuras


Las superficies de erosiónOrigen:

• Durante los movimientos orogénicos se intercalan periodos en los que los factores exógenos son más activos que los endógenos (ciclos erosivos)

• Un área que ocupa originalmente una posición topográfica elevada

• Es parcialmente erosionada (menor altitud)• Nuevos esfuerzos tectónicos posteriores elevan de nuevo el

relieve y reactivan la erosión, modelando profundos valles que diseccionan los aplanamientos previos, quedando estos últimos como reliquias en las zonas altas




Las superficies de erosiónCriterios de identificación:

• Topográficos: continuidad longitudinal y altitudinal (pe. una larga alineación de crestas con la misma altitud)

• Geológicos: truncamiento de las estructuras (estratos con disposición monoclinal; pliegues cepillados).

• Conexión con depósitos correlativos, resultado del relleno de depresiones por desmantelamiento de los relieves circundantes.

Problemas• Alteración de la disposición horizontal por actividad tectónica posterior• Superposición de superficies por ciclos erosivos consecutivos. • Fragmentación por incisión fluvial, procesos morfoclimáticos ligados a

litologías concretas (procesos kársticos en calizas etc...) y sistemas morfoclimáticos cuaternarios (glaciarismo fundamentalmente)

Interferencia entre tectónica y modeladoLas superficies de erosión

La Península Ibérica• Probablemente arrasamiento posteriores a orogenias antiguas• Superficie pretriásica

– Posterior a la Orogenia Hercínica, previa a la sedimentación del Trías inferior o Permotrías.

– Sobre materiales silíceos, sometidos a procesos de alteración típicos de sabanas, sobre los que resaltan relieves residuales (inselbergs)

– Totalmente exhumada en algunos puntos por la red fluvial actual (Cadena Costera Catalana, Sistema Ibérico).

– Base de una superficie poligénica antigua, allí donde no existió sedimentación mesozoica previa a otros arrasamientos (finicretácicos, premiocena), tanto en montaña (Sistema Central, Macizo Galaico) como en llanura (Salmantina-Zamorana, Extremadura).

• Superficies post-alpinas– Durante el Terciario, la deformación de esta superficie (zócalo) y la elevación

de la cobertera generó nuevos y extensos aplanamientos. – Número variable– Sobre materiales carbonatados, la disolución y karstificación

Fin Apartado 2

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MODULO 2-4 LAS DEFORMACIONES DE LA CORTEZA …personales.unican.es/rasillad/...Deformaciones_De_La_Corteza_Terres… · • Escala local: pliegues y fracturas ... (fallas, cabalgamientos