4geologia estructural

5/11/2018 4geologia estructural - slidepdf.com

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NOCIONES D'E GEOLOGIA

ESTRUCTURAL

NIEVES HERRiERO

INTRODUCCION

La dinarnica de la Corteza Terrestre somete a los materiales que la constituyen a enormes

esfuerzos, que dan como resultado deformaciones de gran intensidad. En este capitulo veremos que

tipos de estructuras Sf: producen, Ycuales son sus caractensticas yelementos.

NIVELES ESTRUCTURALES Y TJPOS DE DEFORMACION

los movimientos a escala global de la s placas continentales tienen su reflejo a mediana Y

pequefia escala en toda la masa de la roca, transmitiendose a los niveles mas elernentales de su estruc-

tum. As]" el analisis tectonico se puede realizar a tres escalas;

1. Eseala continental: tectonica de placas [macrotectonica) ..

2. Escala regional: tectonica de los diferentes macizos rnontanosos (rnesotectonica) ..

3. Escala local: tectonica de las estructuras de la mea en pequerios sectores discretos (micro-

tectonica ).

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Ya hemos vista los aspectos mas relevantes de la rectonlca global 0 Tectonica de Placas y los

grandes movimientos quede cellase derivan: los movirnientos de compresion formam las eadenas men-

tafiosas y provocan el plegarniento de los depositos sedimentarios en las gran des cuencas, mientras los

movimientos de distension dan lugar a grandes depresiones tectonicas, que llevan asociadas zonas de

gran actividad volcanica.

La dinarnica a escala del globo ha provocado accidentes tectonlcos que repercuten a nivel

regional dando lugar a las de formaciones que constituyen los macizos que rodos conocemos, Sus carac-

terfsticas dependen del nivel estructural en e] que Ia roca se encuentre: en los niveles mas superficiales

el comportamiento es tr ag il , e ll el nivel medic, debidoa las presiones a que estan sometidos los mate-

riales, s·eproducen los pliegues y flexiones y , finalmente, en el nivel inferior con presiones y tempera-

turas mlly elevadas tienen lugar deforrnaciones pOI " flujo, y la fusion (Figura 4.1), No obstante, estes

lfmites deben tomarse solamente como aproximacion; el tipo de deformacion sufrido por una rccaesta

tarnbien eondicionado por sus prop-Ins caractensticas: dureza, fragilidad, etc. Materiales muy plasticos

COH1Q el yeso, seran deformados en cualquier circunstancia de un modo rnuy diferente a rocas duras

tales como cuarcitas 0 calizas,

La deforrnacion de las rocas con sus estructuras originales, dan Ingar a una serie de elementos

geometricos, que repasaremosa continuacion.

F V S I O N

P [ E , G A l I I E N T Oy

f R A C T I J R A C K > N

IM E T A M O R f i S M O

A u m f n t o dt P t f $ i o n

y T t m p f t l t l l # u n J

Figura 4..1:N lveles es tru ctu ra le s d e la C orteza T errestre

(M od ifiea do de .MATTAUER,. 1990).

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PLIEGUES

Las Karmas mascomunes son pliegues simples: antiformas 1I sinforrnas, segun sean convexos

o concavos respectivamente. Los pliegues se caracterizan por una serie de elementos geornetricos que

permiten Sll desctipcicn y clasificaeion (Figura 4.2):

• Charnela: Es in lmea de maxima curvatura del pliegue.

- F l a! i1 cos : Son las zonas a un lado y otro de la cbarnela,

• Nucleos Constituye la parte central del pliegue ..

.. E~ie:Es la lfnea de union de los puntas de charnela a to largo de una capa,

• Superfieie axial: Es la que contiene el conjunto de todos los ejes y charnelas en In horizontal.

En casos de deformacion escasa 0cuando se trabaja a escala pequeria, puede asimilarse a un

plano.

Figura 4.2: Elementos geometricos de un pliegue.

En funcion de la disposicion de estes elementos, los pliegues simples se diferencian en asime-

trices, cuando los flancos presentan diferente buzamienro, incliuados cuando 1 0 esta el plano axial,

recumbentes cuando el plano axial es horizontal, 0 invertidos cuando la charnela aparece en sentido

opuesto al original (Figura 4.3), Los pliegues presentan una escala muy variable de tarnafios, desde cen-

timetricos hasta de centenares de metros.

Cuando em una antiforma, una serie sedimentaria pjegada presents las capas mas a nrig u as en

su nueteo, se denornina anticlinal, De igual manera, una sinforma con las capas mas modernas e I1 I SU

nucleo, constituye un slncllnsl,

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S E N T l O O D E V E R , G E N C t A

. .

R e c u m b e n t e P U f o u t I n c l i n o d o Rle la

f a l J o d o

F'igrl.ra4.3: Tipos de pliegues (Modificado de MATTAUER, 1990)..

FALLAS

Las fallas son fractures producidas por los esfuerzos tectonicos, Las masas de roca Iracturadaspresentan desplazarnientos segiin el plano de rotura, bien sea en sentido horizontal y/ o vertical, 0par

torsion. Algunas faIIas pueden llegar a alcanzar longitudes may import-antes, a veces superiores a los

1.000 km, AI igual que los pliegues, las faIIas se caracterizan por tina serie de elementos geornetricos:

• Labiose Es el nornbre que reciben los bloques que quedan a un lade y otro de Ia fracture.

_,Plano, de faUa: Es la superficie de rotura, Puede ser plana, 0 ligeramente curva 0 alabeada

(especial mente en fracturas de grail entidad), En algunos puntas. puede aparecer pulida poria

frlccion que produce el desplazamiento de los bloques, y con estnas que indican la direccion

del movimiento, denorninandose entonces espejo de talla. Normalmente, salvo en fractures

pequerias, el plano es en realidad una banda de ciertoespesor, donde la roca aparece tritura-

da 0 alteraoa

~Saito de fa~la:Es el desplazamiento entre los dos bloques fracturados. Puede rnedirse hori-

zontalments, vertlcalmente, 0 segun la direccion del plano de falla (Figura 4.4).- ~

En funcion del sentido de desplazamiento de los.bloques respecto al plano de fracture se defi-

nen los tres tipos basicos de fallas, siernpre que dicho plano se encuentre inclinado:



• Nonoales: SOi l aquellasen las que el labio situado sobre el plano de falla esta hundido res-

pecto al otro, Este plano es generalmente muy vertical. Se encuentran asociadas a movirnien-

tos de distension.

- Inversas: Son aquellas en que e[ labia situado sabre el plano de fracture esta levantado res-

pecto 211tro, Se producen por movimientos de compresion ..Cuando este plano tiene Una incli-

nacion muy pequena hablamos de cabalgomientos,. En enos un bloque se sinia sabre el otro,

con desplazarnientosa veces muy importantes (hasta de centenares de km), dando lugar a

"escamas",

- De desgarrei EI desplazarniento de los bloques es principalmente horizontal, si bien puede

haber una componente vertical mas 0meuos importante, Este tipo de fracturas da lugar a des-

plazamientos muy considerables entre sus bloques ..La conocida Falla de San Andres, en Cali-

fornia, se ha desplazado unos 250 km desde 61Miocene, y quiza basta 450 desde el Cretacico

(MATfAUER 1990),

En la mayorfa de los casos apareeen fracturas mixtas (de desgarre COIl una componente direc-

ta 0 inversa, etc.), Igualmente son freeuentes las tallas asociadas a pliegues,

ELEMENTOS DE UNA FALLA

F ALL A N OR MA L

(ES£ueno distensi . .. .)Alargamiento

FALLA lNVERSA

(Esfuem rompRSivo)

Acortamiento

AD : S aito to ta l.

AS: S aito e rndireccldn,

BO: S alto en ! bmrallilliroto.

AC: De~pIazamienl(l~orizont~.

CO; De~Iazamienio vertical,

FALLA DE DESGARRE

(])es,pla:!:. horiz:OlllBI)

Figu.ra 4.4: Elementos y tipos principales de [alias.

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DIACLASAS

Fracturas menores de la roca.en las que no existe un desplazarnienro relative de 1.05 bloques,

oeste es mfnimo, Cuanrltativamente mas nurnerosas que las grandes tallas, aparecen siernpre agrupa-

das en farnilias de distinta orientacion. Pueden deberse, igualque las fallas, a compresiones 0 disten-

siones, preseniando en cada caso disposiciones caracterfsticas (Figura 4.5).

A B

c

Figura 4.,5: D ia cla se s a so cia da s a d is tin to s tipos de fracturas.

ESTRUCTUltAS DE M.ICROTECTONICA

Las manifestaciones de los esfuerzos sufridos por una roca aparecen tarnbien a pequena esca-

la. Las estructuras mas frecuentes son los esti,loUtos y las venas minerales,

Los primeros se deben a la disolncion de la mea :por efecto dela presion. Aparece una super-

fide mas Q menos plana, que vista en seccion presenta aspecto de "sutura" y que es el resultado de la

acumulacien del residuo no disuelto de 1 2 1 roca, Los estilolitos se disponen subperpendiculares a la

dlreccion de maximo esfuerzo. Las venas son, per su parte; el resultado de esfuerzos distensivos. En

una dirsccion perpendicular a elias tiene lugar el crecirniento de cristales, a veces de un gran espesor

{Figura 4.6). En el caso de las calizas, lasvenas estanconstituidas por caleita. lLa medicirin en campo

de estas estructuras, y su posterior tratarniento estadlstico, permite conocer las direcciones de los

esfuerzos tectonicos sufridos por un macizo rocoso (ERASO y HERRERO, 1986).

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Figura 4.6: Formacion de estilolitos y ve'ws minerales.

EiLEMENTOS DE GEQMJETRlA ESTRUCTURAl

El estudio de la disposicion de las rocas despues de que hayan sufrido las deforrnaciones que

acabamos de describir, requiere el ernpleo de una serie de tecnicas de medida de sus elementos geo-

metricos. D~ esta forma podemos reconstruir manto 1 0 1 disposicion original de las rocas, como conocer

el ripo de esfuerzos que han sufrido, De la misma manera usarernos estas tecnicas para la representa-

cion cartografica de la geologia de una region.

Tratarernos ahora a los estratos 0 a las fracturas como mews planes geometricos que padre-

mos definira partir de los siguientes parametres:

- Rumbo: Angulo horizontal medido entre una lfnea Y lin sistema de referenda cartografica,

Par 1 0 genet'al se refiere al Norte magnetico (el medido directarnente pOI" una bnijula) 0 geo-grafico (el del sistema de referencia utilizado, despues de corregir la deelinacion magnifica).

- Inclinacleru Termine general aplicado al 3f1guJO vertical formado por un plano 0 linea con la

horizontal.

- Direcclen de un plano: Esel rumba de una hnea horizontal situada en til Se indica con In

letra griega (5 (delta),



- Bezsmlemo; Inclinacion respecto a Ia horizontal de la linea de maxima pendiente de un pla-

no inclinado. Esta linea es, evidenternente, perpendicular a la direecion de la capa (Figura

4.7). Se denota pOI" la letra griega B (beta).

-,Busamiento aparentee inclinacion de un plano me-dida en una direccion cualquiera. Siernpre

sed. rnenor que el buzamiento.

En las rocas sedimentarias; la forma plana mas frecuente y definitoria die laestructura de; In

roca, es e,)p lano de estratificacion. La rnedida de su direccion y buzarniento permite conocer su dis-

posicion espacial y la deformacion sufrida. La medida de los elementos geometricos de los pliegues y

las fracturas nos informa de los esfuerzos a los que ha est ado sornetida min region.

Figura 4.7;' Direccion y buzamienio de tina capa.

PREPARACION TECTONICA DEL KARST.

Las deformaciones sufridas par un macizo [CCOSC SOil la consecuencia de los esfuerzos surd-dos por este, y configuran su estilo tectonico.

Cuando comienza a establecerse un karst en rocas susceptibles de disolucion, la circulation

del ague vendra condicionada par las anisotropfas de la roca, tanto qufmicas, en eLsentido de presen-

tar una mayor 0 menor solubilidad como estructurales segun la disposicion de las zonas de mayor 0

menor debilidad. POI' tanto la forma y disposicion de la red de drenaje, dependent eli cierto grada de

estos condicionantes, es decir que su implantation no es meramente casual, No obstante existen

muchos otros factores que condicionan Ia Iormacion de los sistemas karsticos, y que iremos viendo en

capftulos sucesivos.

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