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1Departamento de GeologaUNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN LUIS

GEOLOGIA ESTRUCTURAL

TEMA 5

PLIEGUES

Deformaciones curviplanares desarrolladas en una superficie preexistente. Si no existen superficies que permitan visualizar la geometra de las rocas, difcilmente podr identificarse el plegamiento, aunque el macizo se encuentre intensamente plegado. A excepcin del plegamiento sinsedimentario, se considera al plegamiento como una estructura secundaria.

Aspectos descriptivos del plegamiento

Terminologa

Antiforme: Pliegue cncavo hacia abajo (a)Sinforme: Pliegue cncavo hacia arriba (b)Anticlinal: Pliegue cncavo en la direccinde los estratos ms antiguos (c).Sinclinal: Pliegue cncavo en la direccin de los estratos ms jvenes (d)

Anticlinal sinforme: Pliegue que presenta las rocas ms antiguas en su ncleo y que por inversin aparece cncavo hacia arriba (Fig. 5.2a).

Sinclinal antiforme: Pliegue que presenta las rocas ms jvenes en su ncleo y que por inversin aparece cncavo hacia abajo (Fig. 5.2b).

Monoclinal: Plegamiento a modo de escaln localizado en una zona estrecha, donde la inclinacin de los estratos se acenta o suaviza (Fig. 5.2c)

Homoclinal: Trmino descriptivo que se aplica a estratos con inclinacin uniforme. En muchos casos no puede decidirse si se trata de una sucesin estratigrfica normal o existe repeticin debida a fenmenos de plegamiento

Geologa EStructural -UNSL-

2Elementos de un pliegueCharnela: Punto o zona de curvatura mximaEje o Lnea de charnela: Lnea que conecta puntos de mxima curvatura en el perfil longitudinal de un pliegueSuperficie axial: Superficie imaginaria que une los puntos de mxima curvatura y divide al pliegue tan simetricamente como es posible, en un perfil transversal a ste.Plano axial: Tipo particular de superficie axial que se distingue por su actitud planar en el espacio.Trazo axial: Lnea definida por la interseccin entre la superficie axial y la superficie topogrfica.Limbos o flancos: Parte menos curvada de un pliegue. Su desarrollo depende de la geometra del plegamiento.Cresta: Parte de la curvatura de un pliegue que tiene mayor cota. Puede o no coincidir con la charnela.Seno: Parte de la curvatura de un pliegue que tiene menor cota. Puede o no coincidir con la charnela.Lnea de cresta y de seno: Lnea imaginaria que une los puntos de cresta o de seno en el perfil longitudinal de un pliegue.Lnea de cresta y de seno: Lnea imaginaria que une los puntos de cresta o de seno en el perfil longitudinal de un pliegue.Punto de inflexin: Punto o zona que define el cambio de sentido de curvatura en el flanco de un pliegue, cuya unin en el perfil longitudinal define la lnea de inflexin. Si los flancos son marcadamente rectos, los puntos de inflexin no pueden definirse.

Angulo de abertura: Es el ngulo de interseccin de los flancos de un pliegue o de sus extensiones imaginarias (Figura 5.4).Superficie envolvente: Superficie imaginaria que conecta las crestas y los senos de una poblacin de pliegues (Fig. 5.5).

Superficie media: Superficie imaginaria que conecta todos los puntos de inflexin (Fig. 5.5)Longitud de onda: Longitud de la unidad peridica W (o Wm para pliegues asimtricos) (Fig. 5.5).Amplitud de onda (A o Am): Es la mitad de la distancia existente entre las dos superficies envolventes (Fig. 5.5).Vergencia: Refiere al sentido de inclinacin de la superficie axial de los pliegues (Fig. 5.5c y d).


3Imagen SPOT de los Montes Atlas, Marruecos

Elementos en el perfil longitudinal de un pliegue

A los elementos ya descriptos, se agregan los conceptos de culminacin y depresin (o anticulminacin de la lnea de charnela), cierre o nariz de un pliegue, cabeceo (A), inmersin o plunge (D).

Braquianticlinal, Braquisinclinal, domo, cubeta


4Longitud del pliegue: Longitud de afloramiento de una capa particular del pliegue dentro de la traza de afloramiento del mismo.

Ancho del pliegue: Distancia entre dos afloramientos de la misma unidad estratigrfica en ambos flancos de un pliegue, medido perpendicularmente al trazo axial del mismo.

CLASIFICACIN DESCRIPTIVA DE PLIEGUES

Esta sistematizacin se basa fundamentalmente en las caractersticas geomtricas de las superficies plegadas.

.

Simetra de la fbrica

. Rmbica (a)

. Monoclnica (b)

. Triclnica (c)

. Simetra del pliegue

. Simtricos

a superficie axial divide al pliegue en dos partes iguales, el cual presenta un desarrollo semejante de sus flancos (Fig. 5.8a).

. Asimtricos

a superficie axial NO divide al pliegue en dos partes iguales, el cual presenta un desarrollo desigual de sus flancos (Fig 5 8c)


5Otros casos de simetra de pliegues

Pliegues cilndricosLa superficie plegada est engendrada por una lnea recta imaginaria que no tiene posicin fija y que

movindose paralelamente asimisma con radio nico, genera la forma del pliegue. Por lo tanto, un eje ubicado en el punto de mxima curvatura es el caso particular de una lnea de charnela recta (Fig. 5.9a, 5.10a)

Pliegue cilindroideoPliegue con lnea de charnela levemente curvada (B)

Pliegues no cilndricosPliegues en los que no se puede definir un eje recto (C,D)

Actitud de la superficie axial Recto o derecho (a); Desigual (b); Inclinado (c); Volcado o invertido (d); Recumbente o acostado (e); Neutral (f); Curvado (g)


61. Curvatura de la charnelaSuave; Abierto; Cerrado; Apretado;

Isoclinal

1. Rasgos morfolgicosCirculares (a); En caja o conjugados (b); En cspide (c);

Elpticos (d); Angulares, en acorden, chevron o cabros (e); Diapricos o en lgrima (f) ; Mendricos (g).

. Variacin en el espesor de los estratos (Fig. 5.15)

l espesor o potencia se mide siempre perpendicular a la superficie del estrato.

Ispacos: No existe variacin en el espesor de los estratos. Pueden ser paralelos o concntricos (a).

Anispacos: Existe variacin en el espesor de los estratos (b).

Pliegue supratenue: Caso particular de pliegue anispaco

. Continuidad de las caractersticas geomtricas (Fig. 5.15)

. Plegamiento disarmnico: Lo contrario al punto anterior (a)

. Plegamiento armnico: Los pliegues se corresponden en forma, longitud de onda y simetra. (b)


7Sinclinal anispaco volcado/recumbente

Pliegue neutral anispaco

1. Clasificacin isogonal

Isogona: Lnea que une puntos de la curvatura interna y externa de un pliegue, en donde los valores de inclinacin son iguales (a).

Clase 1: La curvatura del arco interno es siempre mayor que la del arco externo (clase 1b=pliegue ispaco)Clase 2: La curvatura de los arcos externo e interno es la misma.(pliegues similares)Clase 3: La curvatura del arco interno es siempre menor que la del arco externo.(b)

TODO PLIEGUE SIMILAR ES ANISPACO, PERO NO TODO PLIEGUE ANISPACO ES SIMILAR!


8. Pliegues compuestos

Anticlinorios y sinclinorios

Pliegues parsitos y de arrastre.

. Clasificacin segn

las Dimensiones del pliegue

Nombre Longitud de afloramiento

Megapliegue > 100 km

Macropliegue 20 m - 100 km

Mesopliegue 1-20 m

Minipliegues 1 cm-1 m

Micropliegues < 1 cm

Combinaciones de la nomenclaturaLos criterios de clasificacin anteriores deben ser utilizados en lo posible en forma combinada, con el objeto

de lograr la precisin y eficiencia deseada en la descripcin del plegamiento. No todas las posibilidades de sistematizacin pueden usarse en la descripcin de un determinado tipo de pliegue/s. Debe escogerse con criterio las clasificaciones necesarias con el fin de hacer lo ms grfica posible su descripcin.

Por ejemplo; el plegamiento expuesto en la Fig. 5.19 puede describirse como un mesopliegue recumbente y apretado, casi isoclinal en su ncleo interno, con variacin a apretado en el ncleo externo. Vergencia al Este y anispaco (presumiblemente similar). Otras propiedades como su carcter armnico o disarmnico no puede determinarse por observarse solamente un pliegue.

SIMBOLOGA PARA REPRESENTACIN DE PLIEGUES EN CARTAS Y FOTOS AREAS


9CLASIFICACIN GENTICA (Mecanismos de formacin de pliegues)

Algunas observaciones de campo en pliegues, que pueden dar pautas sobre sus mecanismos genticos

. Importancia de las anisotropas: Diferentes tipos de aptitudes mecnicas de las rocas generan comunmentediferentes tipos de pliegues

. Importancia de la escala de observacin: Deformaciones contnuas vs. deformaciones discontnuas

. Deformacin de estructuras primarias: Fsiles u otros objetos de geometra conocida

. Espesor de los estratos: Puede ser: a. Constante; b. Variable

1. Transporte tectnico de limbos a charnelas; b2. Transporte tectnico paralelo a superficies axiales

. Preservacin espacial de algunos atributos geomtricos: Ej. Longitud y amplitud de onda, sugieren que el arqueamiento de los estratos (buckling) perpendicular al acortamiento, es un fenmeno importante.

. Estras interestratales: Sugieren que existe deslizamiento entre estratos durante el plegamiento

. Asociacin con fallas y superficies de despegue: En muchos casos existe una ntima asociacin entre pliegues y fallas, siemdo el plegamiento una consecuencia del desplazamiento de fracturas en profundidad

Plegamiento Pasivo

La estratificacin no tiene ninguna significacin mecnica y no introduce ninguna variable en el mecanismo de deformacin ni en las geometras resultantes. Ocurren en rocas metamrficas, migmatitas y tambin en la deformaciones de un glaciar, con el hielo prximo a su punto de fusin.

Otro ejemplo son las pastas dentfricas multicolores, donde cada color se comporta igual al otro. Si no hubiera diferentes colores, no podramos ver las geometras del plegamiento.

Plegamiento Activo

Las diferencias litolgicas tienen importancia mecnica. La presencia de capas de diferente competencia mecnica afectan la deformacin y se reconoce un claro comportamiento diferencial en la respuesta mecnica de cada capa y las geometras que la caracterizan. Hay dos condiciones dinmicas diferentes en el plegamiento activo:

1. "Buckling" (curvamiento, arqueamiento)

Plegamiento por esfuerzo aplicado paralelo a la planaridad de las capas. La anisotropa es determinante.

2. "Bending" (abovedamiento)

1. Sensu Ramberg (1963), Ramsay (1977), passive folds (Donath&parker, 1964)

Plegamiento bajo condiciones de contraste de viscosidad baja o ausente entre las capas. Los lmites de capas son solo marcadores de la deformacin, pero no controlan su geometra. El transporte tectnico se efecta siempre a travs de las capas (flujo pasivo).

2. Sensu Suppe (1985), Hatcher (1990), Twiss&Moores (1992)

Deformaciones amplias sujetas a esfuerzos con componente vertical (domamiento por intrusiones salinas e gneas, ajustes flexurales de piroclastitas)


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PRINCIPALES MECANISMOS GENETICOS

Pliegues generados por FLEXODESLIZAMIENTO

(Flexural-slip folding)

. Implica flexin y deslizamiento con cizalla principalmente interestratal(flexural-slip faults).

. Flexin y deslizamiento en un paquete de estratos con desarrollo de cuplas de esfuerzo.

. La deformacin puede centralizarse en la charnela, en los flancos o en ambos (mixta)

. En un estrato individual aparecen fracturas tensionales en el arco exterior y compresivas en el arco interior, asumindose la existencia de un plano neutral. (Fig. 5.22b).

. Acomodan una cantidad limitada de deformacin y afectan a una potencia limitada de estratos, generando disarmonas.

. Originan pliegues predominantemente ispacos.

. Las dimensiones de los pliegues estn determinadas por la potencia de los estratos.


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Pliegues ispacos cilndricos flexodeslizantes

Pliegues flexodeslizantes


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Pliegues generados por FLUJO FLEXURAL(Flexural flow)(5.22d). Caracteriza a pliegues en rocas de grado metamrfico bajo a medio, donde las anisotropas estn ms

atenuadas que en el caso anterior.. Las capas ms rgidas no muestran un cambio apreciable en espesor (Fig. 5.22b). Las capas ms dctiles pueden experimentar importantes cambios en espesor y geometra. Acomodan mayor deformacin que los pliegues flexodeslizantes. Generan pliegues cuasi-similares (combinacin Tipos 1C + 3)


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Pliegues generados por APLANAMIENTO(Flujo plstico; Amplificacin pasiva; Bending)(5.22d). Las anisotropas entre las capas no son importantes. Flujo dctil uniforme en toda la roca.. Las estructuras planares (estratificacin, foliacin, bandeamiento) son solo marcadores de la deformacin, sin

desplazamiento diferencial entre ellas (pliegues pasivos).. Generan pliegues anispacos y similares "ideales" (Tipo 2) (Fig. 5.15). Acomodan importante cantidad de acortamiento (pliegues isoclinales). No existen lmites geomtricos para su desarrollo


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Pliegues generados por DESLIZAMIENTO PASIVO(muy controvertidos!)(5.22e, f) (Passive slip; shear folds; "card-deck")

. El deslizamiento forma un cierto ngulo con las capas preexistentes, con caractersticas de cizalla simple (microlitos)

. Las estructuras planares preexistentes no controlan el desplazamiento

. Las transposiciones paralelas a las superficies axiales son probablemente debidas a presin por disolucin

. Criticas:. Dificultad para generar cizalla en el plano XY

. El deslizamiento paralelo a las superficies axiales no genera acortamiento (Gonzlez Bonorino, 1950)

Pliegues generados por FLUJO

. Gradiente de esfuerzos muy variable

. Aparicin de una incipiente fase fluida bajo condiciones de extrema ductilidad

. Se diferencian de los mecanismos de aplanamiento porque el flujo no es generalmente laminar y del flujo flexural por la escasa o nula importancia de las anisotropas.

. Caracterizan a:. Deformaciones en ambientes de alto grado metamrfico (Fig. 5.23)

. Deformaciones inducidas por la gravedad en condiciones superficiales o cuasi superficiales en pelitas o evaporitassaturadas en soluciones

. Las principales geometras que caracterizan a estos pliegues corresponden a pliegues ptigmticos, mendricos (5.23). Siempre son disarmnicos y es muy difcil representarlos bajo un determinado patrn geomtrico.


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Mecanismos combinados. Combinaciones en espacio y tiempo (deformacin progresiva)

. Aplanamiento y cizalla (passive slip + passive flow)

. "Buckling" y flexodeslizamiento

. "Buckling" y flujo flexural

Bibliografa complementaria sugerida

DAVIS, G. (1984). Structural geology of rocks. J. Wiley. N.Y., 530 p.

HATCHER, R. (1990) Structural geology, 531p. Merril

HILLS, E. (1977). Elementos de Geologa Estructural. Ariel, Barcelona, 579 p.

HOBBS, B. et.al. (1981). Geologa estructural. Omega. Barcelona, 518 p.

JAROSZEWSKI, W. (1984). Fault and fold tectonics. Ellis, Horwood, 565 p.

MATTAUER, M. (1976). Las deformaciones de los materiales de la corteza terrestre. Omega, Barcelona, 524 p.

NICOLAS, (1986). Principles of rock deformation. Reidel, 235 p.

PARK, R. (1983). Foundations of structural geology. Blackie, London, 135 p.

LISLE, R. (1985). Geological structures and maps. Pergamon.

RAMSAY, J. (1977). Plegamiento y fracturacin de rocas. Blume, Madrid, 568 p.

RAMSAY, J. and M. HUBBER (1983). The techniques of structural geology. vol. I Ac. Press, 307 p.

RAMSAY, J. and M. HUBBER (1987). The techniques of moderm structural geology, Vol II. Ac. Press.

ROBERTS, J. (1982). Introduction to geological maps and structures. Pergamon, Oxford, 332 pSPENCER, E. (1977). Introduction to the structure of the earth. Mc.Graw, N. York, 640 p.

SUPPE, J. (1985). Principles of structural geology. Prentice Hall, N.J., 537 p.

UEMURA, T y MIZUTANI, S. (1984). Geological structures. J. Wiley, 309 p.

VAN DER PLUIJM, B. y MARSHAK, S. (1997) Earth structure. An introduction to structural geology and tectonics. McGraw-Hill, 495p.

WILSON, G. (1978). El significado tectnico de las estructuras menores para el gelogo de campo. Omega, Barcelona, 107 p..

Actualizado: 06-08-2004


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