SEDIMENTOLOGIA - FIGMM 2014-1 UNI

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SEDIMENTOLOGIA

INTEGRANTES : PORTOCARRERO CCACCYA DAVID

CODIGO : 20112644A

CURSO : SEDIMENTOLOGIA

TEMA : CUENCAS SEDIMENTARIAS ASOCIADAS A TECTONISMO

ESCUELA : GEOLOGIA - FIGMM

2014-1

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Trabajo Bibliogrfico

CUENCAS SEDIMENTARIAS ASOCIADAS A TECTONISMO ______________________________________ 3

1. INTRODUCCION: _____________________________________________________________________ 3

2. CUENCAS LIGADAS A CONTACTOS CON MOVIMIENTOS DIVERGENTES DE PLACAS: ________________ 4

3. CUENCAS LIGADAS A CONTACTOS CON MOVIMIENTO PARALELO DE PLACAS: ____________________ 5

4. CUENCAS LIGADAS A CONTACTOS DE PLACAS CON MOVIMIENTOS CONVERGENTES: ______________ 8

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CUENCAS SEDIMENTARIAS ASOCIADAS A TECTONISMO

1. INTRODUCCION:

La interaccin entre subsidencia, velocidad y tipo de sedimentacin, rgimen tectnico y flujo trmico, va a

dar lugar a la gran variedad de cuencas existentes. La tectnica de placas puede ayudar a explicar las relaciones

entre los factores anteriores, permitiendo una clasificacin evolutiva de las cuencas en el que se utilizara

bsicamente el ciclo de Wilson (1966): extensin-subduccin-colisin.

Existieron numerosos intentos de clasificacin de las cuencas en el contexto anteriormente citado, sobre todo

intentando adaptar la teora clsica del geosinclinal a la de tectnica de placas, por ejemplo, Mitchell y Reading

(1969), Dewey y Bird (1970) y Dickinson (1971, 1974), pero poco a poco se abandon el concepto de

geosinclinal para pasar a utilizar la posicin de la cuenca dentro de una placa (en el interior o en los lmites de

sta) y su interaccin con la sedimentacin, para la clasificacin de las mismas (Dickinson y Yarborough, 1976;

Kingston et al., 1983; Miall, 1981; Mitchel y Reading, 1986; Foster y Beaumont, 1987; Klein, 1987; Perrodon,

1988; Einsele, 1992; Leeder, 1999). En general, estas clasificaciones son muy similares unas a otras aunque

usen trminos diferentes.

Reading (1978) establece que la mayor dificultad con que se tropieza al relacionar sedimentacin y tectnica

de placas es, que las facies sedimentarias estn relacionadas slo indirectamente con los procesos tericos,

con sismicidad, distribucin del metamorfismo, etc., pero la comparacin de las cuencas actualmente activas

y su marco tectnico con las de cadenas plegadas antiguas ha permitido reconocer tres grupos diferentes de

stas (o tres estadios diferentes en algunas) claramente relacionados con el movimiento relativo de las placas

en su contacto: divergentes, paralelos y convergentes.

Dickinson (1981) simplifica an ms la clasificacin de las cuencas, al dividirlas en dos grupos nicamente: las

ligadas a procesos de rifting extensionales y las ligadas a procesos orognicos compresivos, dentro de los que

separa una serie de subtipos. Considera que las cuencas a que dan lugar las uniones de placas mediante fallas

en direccin se deben a una transpresin o una transtensin y pueden estudiarse en los grupos Anteriores.

Kingston et al. (1983) propusieron una clasificacin de las cuencas sedimentarias basada en tres elementos:

secuencias deposicionales, tectnica sinsedimentaria y tectnica postsedimentaria. Las secuencias

deposicionales estn limitadas por discordancias o sus superficies conformes equivalentes y se dividen en tres

estadios: continental inicial, marino intermedio y continental y/o erosivo final.

Combinando estos parmetros se llega a una clasificacin con diez tipos de cuencas que pueden combinarse

entre s para describir la historia de cadenas plegadas complejas.

La clasificacin de cuencas que emplearemos est basada en las de Reading (1978), Dickinson (1981) y Leeder

(1999), donde aadimos dos tipos nuevos (de colapso y de inversin ligada a mrgenes pasivos) y separamos

las relacionadas con fallas en direccin por sus especiales caractersticas y las situadas en el interior de cratones

difcilmente relacionables con los fenmenos de bordes de placas.

a) Cuencas ligadas a contactos con movimiento divergente de placas. Rifts intracontinentales:

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Aulacgenos

Rifts protoocenicos tipo mar Rojo.

Mrgenes pasivos tipo Atlntico.

Cuencas inter-arco.

Cuencas de colapso.

Cuencas de desarrollo vertical.

b) Cuencas ligadas a contactos con movimiento paralelo de placas.

Cuencas transtensionales.

Cuencas transpresionales.

c) Cuencas ligadas a contactos con movimiento convergente de placas.

Complejos de subduccin.

Cuencas de antepas (foreland basins).

d) Cuencas en el interior de cratones estables y mares interiores.

2. CUENCAS LIGADAS A CONTACTOS CON MOVIMIENTOS DIVERGENTES DE PLACAS:

Estas cuencas estn asociadas a movimientos divergentes o de separacin de las placas predominando las

estructuras distensivas. Como indicamos anteriormente, la subsidencia inicial es muy rpida aunque localizada,

debida a estiramiento y a desplazamientos de la corteza continental; posteriormente el enfriamiento

progresivo produce una contraccin que da lugar a otro tipo de subsidencia, ms lenta, pero que afecta a un

rea mayor, a veces aumentada por la flexin provocada por la carga de sedimentos.

Dickinson (1981) subdivide estas cuencas en funcin del estado evolutivo de las mismas; as, desde una primera

etapa hasta la ms evolucionada pueden subdividirse en los siguientes tipos:

a) Cuencas en las que la ruptura de los bloques continentales es incompleta. Incluye los rift

intracontinentales, sin relacin clara con cuencas marinas y los aulacgenos o brazos fallidos de una

unin triple aproximadamente perpendiculares a un margen continental.

b) Cuencas en las que la ruptura de los bloques continentales es completa, con aparicin de corteza

ocenica. Incluyen los rifts protoocenicos tipo mar Rojo, en los que la separacin de los bloques es

mnima y la sedimentacin est claramente controlada por estos bloques continentales y las cuencas

marinas con mrgenes pasivos tipo Atlntico en las que la separacin puede ser muy grande.

c) Cuencas inter-arco: situadas tras un complejo arco-surco en un borde convergente entre dos placas,

pero en el que un arco magmtico sufre tensiones locales que llevan a una distensin y rotura con

aparicin de nueva corteza ocenica.

Pueden existir casos intermedios entre uno y otro tipo de cuenca.

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Diferentes tipos de rift de mayor o menor complejidad. a) Modificado de Illies (1981) b) Alternancia de

polaridad en semigrabenes medios o asimtricos. c) Combinacin de extensin sindeposicional con

desplazamientos transformantes laterales. Las fallas preexistentes son reactivadas mediante movimientos

transformantes ocasionando otras normales, a unos 40, dentro de la estructura del graben. Trisico,

Marruecos. d) Modelo simplificado de rift de margen continental. e) Rift de estructura ramificada. Ejemplo del

Cretcico del Estrecho de Bass, entre Australia y Tasmania. f) Superposicin de despegues con desplazamientos

perpendiculares entre s producidos en etapas diferentes.

3. CUENCAS LIGADAS A CONTACTOS CON MOVIMIENTO PARALELO DE PLACAS:

Las fallas en direccin son aquellas que poseen un movimiento principal horizontal, pero son muy raras las que

slo tienen este movimiento. Si son importantes y rompen la litosfera completamente se denominan

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fundamentales (De Sitter, 1964) o transcurrentes (Norris et al., 1978), y si comienzan y acaban en zonas de

subduccin o en dorsales ocenicas se denominan transformantes (Wilson 1965).

Estas fallas no poseen una traza rectilnea, sino sinuosa, entrelazada, que da lugar a zonas de compresin y

distensin (fi guras 22.34 y 22.41; Reading, 1980; Crowell, 1974a, 1974b) denominadas en este caso

transpresionales y transtensionales (Harland, 1971), y asociadas a ellas se forman cuencas de geometras y

evolucin muy variadas (Mann et al., 1983). La problemtica de este tipo de cuencas ha sido revisada en el

extenso trabajo de Biddle y Christie-Blick (1985).

Las fallas tienen esta geometra sinuosa porque deben adaptarse a las discontinuidades y cambios de

materiales que cortan. En seccin suelen estar formadas por abanicos de fracturas divergentes que se unen en

profundidad en una nica falla subvertical, dando una estructura en flor caracterstica. En superficie estas

fracturas individuales se presentan como cabalgamientos que, en general, tienen una extensin lateral de unos

pocos kilmetros, pero que se disponen en relevo unos de otros.

La dinmica de desplazamiento entre los dos bloques litosfricos opuestos tiene lugar a lolargo de una estrecha

zona linear llamada Zona de Desplazamiento Principal, que puede tener centenares de kilmetros de longitud

(Harding et al., 1985). Esta zona est formada por fallas en direccin, sintticas, y fallas de cizalla P (P shear

zones) a 30 y desplazamiento opuesto.

Las inhomogeneidades litosfricas en la horizontal provocan modificaciones de la orientacin de la Zona de

Desplazamiento Principal y la creacin de estructuras asociadas distensivas, como cuencas pull-apart e

incurvaciones disipasivas (releasing oversteps) o compresivas, como las incurvaciones compresivas (restraining

bends), asociaciones de fallas en abanico llamadas estructuras en flor (negative flower structures) por su

aspecto en perfi l transversal.

Las diferencias en tasa de desplazamiento horizontal entre segmentos de la Zona Principal de desplazamiento

se acomodan mediante fallas normales oblicuas en echelon (fi gura 22.41). El estudio detallado de la

cinemtica de estas fallas en direccin y el origen y evolucin de las cuencas sedimentarias asociadas est

tratado de forma detallada en Biddle y Christie-Blick (1985), Ballance y Reading (1980) y Storti et al. (2003).

Hay que resaltar que se pueden formar cuencas sedimentarias con rellenos muy potentes tanto en los

segmentos extensionales como en los compresivos.

Como la entrada de sedimentos en las cuencas continentales se hace por puntos concretos, normalmente los

vrtices de los cuadrngulos, el espesor aparente de facies concretas puede parecer enorme, por ejemplo, ms

de 12 kilmetros en los conglomerados de la Formacin Violin, California (Crowell, 1974), pero es slo un

efecto aparente, difcil de apreciar en series antiguas (Rodgers, 1980), si el movimiento lateral se mantiene

durante millones de aos.

En cualquier anlisis de cuencas ligadas a fallas en direccin se debe tener en cuenta que, al progresar el

movimiento, la geometra, orientacin y rgimen de cada una puede cambiar sustancialmente con el tiempo,

pasando de transpresivo a transtensivo y viceversa, y que difcilmente encontraremos los sedimentos

adyacentes a las fallas que controlaron su deposicin, sino otros ms jvenes.

Las cuencas de este tipo son ms pequeas que las originadas por extensin, por tensin o por contraccin,

midindose en algunas decenas de km como mximo y sin sufrir practicamente subsidencia por enfriamiento,

ya que los procesos relacionados con la astenosfera son mnimos o no existen.

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Segn Christie-Blick y Biddle (1985) hay una serie de caractersticas propias de estas cuencas que permiten

caracterizarlas:

a) Siempre hay un choque importante entre las rocas puestas en contacto por las fallas y las

reconstrucciones del estado inicial del rea requieren grandes desplazamientos horizontales, de varias

decenas a centenas de km. Para estas reconstrucciones son muy tiles los estudios del rea fuente a

partir, por ejemplo, de los datos de los conglomerados.

b) La asimetra de las cuencas es muy acusada en seccin transversal, migrando depocentros y facies

rpidamente

c) La subsidencia es muy rpida, pero episdica, acumulndose en condiciones favorables ms de 1.500

m de sedimentos por milln de aos, llegando en algunos casos a 4.000 m

d) Los sedimentos muestran fuertes cambios de facies y discordancias intraformacionales de gran

tamao.

e) Diversas cuencas a lo largo del mismo sistema de fracturas pueden tener sedimentos muy diferentes,

debido a los distintos regmenes tectnicos posibles a lo largo del mismo. En series antiguas puede ser

muy complicado encontrar las relaciones mutuas.

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4. CUENCAS LIGADAS A CONTACTOS DE PLACAS CON MOVIMIENTOS CONVERGENTES:

Las cuencas ligadas a contactos entre placas con movimiento convergente son muy variadas en su geometra,

relleno sedimentario y evolucin, dependiendo de la naturaleza de las placas (continental u ocenica), el

ngulo de encuentro, la velocidad del proceso de subduccin, el ngulo de inclinacin de la zona de Benioff y

el aporte de sedimentos. Como las placas litosfricas no se deforman plsticamente, sino que se comportan

de forma rgida-elstica frente a los esfuerzos, su deformacin se puede asimilar a la de una viga o placa

delgada sometida a esfuerzos verticales En el caso de contactos convergentes de placas, el peso aplicado en el

extremo de la placa subducida por la placa cabalgante produce una deformacin caracterstica en la que se

crea una cuenca asimtrica en las cercanas de la zona de convergencia y una elevacin perifrica asociada

cuya posicin depende de la carga aplicada y de la rigidez flexural de la placa subducida. Bsicamente se dan

dos tipos de cuencas en estos contactos: los sistemas arco surco, con vulcanismo y magmatismo importante y

que se forman entre dos placas ocenicas o una ocenica y una continental, y las cuencas de antepas (foreland

basins) sin magmatismo asociado, situadas al frente de una cordillera plegada de tipo alpino y sobre corteza

continental.