Pliegues y Fallas

Pliegues y Fallas

Tema 5 Materiales de la Tierra

Jesús de la Rosa Dpto Geología Universidad de Huelva

Deformación de rocas • Pliegues y fallas son estructuras geológicas • La Geología Estructura estudia la deformación de las rocas y el efecto de su movimiento.

Modelos Experimentales Comportamiento mecánico de las rocas • 1) Experimentos de corta duración. • 2) Experimentos de Larga duración.

Experimentos de corta duración • Se usan cilindros de rocas encamisadas en Cu. • Representación en diagramas esfuerzo vs deformación. • Se distingue un campo elástico y otro plástico limitado por el límite de elasticidad. • El valor límite de elasticidad disminuye con T, aumenta con P y velocidad de deformación.

CAMPO PLÁSTICO Rotura

TICO LÁS PO E CAM

Esfuerzo σ

Límite de elasticidad

e1

e2

Deformación e

Experimentos de larga duración • Se usan vigas de rocas sometidas a un esfuerzo continuo o con apoyo de cargas. • Las deformaciones son pequeñas y semiden en unidades de microdeformación. • Representación en diagramas deformación vs tiempo. – Deformación elástica. – Deformación elástica retardada o creep primario – Deformación plástica o creep secundario

• Función tipo e = a + b log t + c t

Deformación e

rotura Primario

Secundario

e = a + b log t + c t

Eliminación de esfuerzos

Deformación Permanente t0

t1

t2

t3

t4

Tiempo t

Deformación experimental del Mármol Deformación Frágil Deformación Dúctil

Fig. 10.7 M.S. Patterson

Deformación Cualquier cambio en la forma y tamaño original de un objeto en respuesta al stress que actúa sobre el objeto.

Tipos de deformación • Elastica • Ductil (plastica) • Frágil (ruptura)

Deformación elástica Cambios temporales de forma y tamaño que se recupera cuando las fuerzas deformantes desaparecen.

Deformación dúctil • Cambios permanentes en forma y tamaño que no se recupera cuando el esfuerzo desaparece. • Ocurre por el deslizamiento de átomos o pequeños grupos de átomos en el material deformado, sin perder la cohesión interna.

Deformación frágil (ruptura) • Pérdida de cohesión de un cuerpo bajo la influencia de un esfuerzo deformante. • Usualmente ocurre entre superficies planares que separan zonas coherentes del material.

Factores que afectan a la deformación • Temperatura • Presión • Tasa de deformación • Tipo de roca La variación de estos factores determina si una roca se pliega o fractura

Fuerzas tectónicas y Deformación resultante

Fig. 10.6

Pliegue • Configuración de cualquier superficie no planar resultante de una deformación (Hobbs 1981). • La forma de un pliegue guarda una relación biunívoca con la cinemática del mismo.

Pliegues Geometría • Parámetros – 1) Indivisibles e independientes de la orientación e.g. Curvatura C = 1 / radio medio. – 2) Orientación, dirección y buzamiento.

Orientación de las rocas deformadas Necesitamos alguna fomra de describir la distribución de las estructuras geológicas Dirección: Dirección orientación de una línea definida por la intersección del plano en cuestión y la horizontal. Buzamiento: Buzamiento angulo entre el plano y la horizontal medido perpendicular a la dirección.

Fig. 10.4

Fig. 10.4

Pliegues Elementos de una sección transversal • Cresta y seno: punto donde la curva alcanza la posición más alta y baja respectivamente. • Charnela: punto de máxima curvatura. • Punto de Inflexión: cambio de curvatura • Superficie Axial: superficie de unión de charnelas. Si es plana se denomina plano axial. • Zona de charnela: zona próxima a la charnela • Flancos: zonas limitantes de la charnela

Terminología de Pliegues

Fig. 10.10

Mapas Geológicos y Cortes geológicos

Fig. 10.5

Pliegues Simetría • Una capa plegada puede presentar una forma ondulada periódica oscilante entre dos superficies envolventes. • La superficie media une las líneas de inflexión. • Un pliegue simétrico – Sm plana – Proyección de las charnelas sobre un plano se sitúan equidistantes entre dos puntos de inflexión. – Las curvas de los pliegues entre charnelas adyacentes poseen formas idénticas

• Pliegues M (SIMÉTRICOS) Z Y S (ASIMÉTRICOS).

Pliegues simétricos, asimétricos y tumbados

Fig. 10.12

Tipos de pliegues anticlinal: anticlinal rocas antiguas en el núcleo sinclinal: sinclinal rocas antiguas en los flancos (escala - desde mm a decenas de km) paralelo: paralelo igual espesor en charnela y flancos. similares: similares igual forma interna y externa. Pliegues angulares (chevron y kink): charnelas pequeñas

Anticlinales y Sinclinales

Fig. 10.9

Domos y Cubetas

Fig. 10.16

Fallas Rotura de las rocas según planos cuando pierden cohesión interna Diaclasa es una fractura sin desplazamiento según una dirección paralela al plano de fractura. Falla: desplazamiento paralelo al plano de fractura; también puede existir una componente de separación.

Fallas Elementos Traza: Línea de intersección de la falla con un plano Dirección y Buzamiento Hanging wall (bloque colgado) y Foot wall (bloque de pie) Salto de falla: distancia entre dos puntos que estaban antes juntos medida en el plano de falla

Tipos de fallas Fallas de salto en dirección R=0 Fallas de salto en buzamiento R=90º Normales Inversas Cabalgamientos Fallas de salto oblícuo 0º