Descripcin de un pliegue (Tipos de pliegues)Para describir un pliegue se puede usar varios parmetros. Depende de la cantidad de la informacin y de las necesidades de informacin: a) Angulo interflanco b) orientacin del plano axial c) simetra al respeto del plano axial d) Comportamiento del eje del pliegue e) Espejo del pliegue

a) Uso del ngulo interflanco:

pliegue isoclinal pliegue apretado pliegue cerrado pliegue abierto pliegue suave

Museo virtual (pliegues

b,c) simetra y orientacin del plano axialTipos de pliegues (en perfil)

Existe un plano de simetra en el centro del pliegue y flancos se inclinan casi en el mismo ngulo

Existe un flanco suave (de un manteo menor) y un fl con un manteo mayor.

Pliegue volcado: Existe un flanco invertido. En un flan invertido los estratos ms jvenes se ubican abajo.

Pliegue acostado: Plano axial con orientacin horizon

Pliegues con planos axiales casi paralelos (vase n nterflanco): Pliegues isoclinales se puede encontrar rocas metamrficas con dimensiones de centmetros

.

d) Eje del pliegue1. Pliegue con eje horizontal: En un pliegue con eje horizontal muestran todos los flancos el mismo rumbo. Los dos flancos solamente tienen una direccin de inclinacin opuesta. 2. Pliegues con eje inclinado muestran diferentes direcciones de inclinacin, diferentes rumbos y diferentes manteos. Se habla de un rumbo circular por que los trazados de posibles rumbos encima del pliegue forman un semi-circulo. Pliegues con eje inclinado son realmente difcil para entender en terreno, ms encima s se trata de mega-estructuras de varios kilmetros de ancho. Una herramienta muy til para entender y describir estas estructuras es la proyeccin estereogrfica - la red de Schmidt.

e) Espejo del pliegueLa lnea que junta todos las charnelas de los sinclinales (o anticlinales) se llama espejo del pliegue. El espejo marca entonces una tendencia ms global del plegamiento. En la imagen se nota que el espejo marca una cierta inclinacin haca la derecha. Significa en el sector de la

izquierda afloran los estratos generalmente ms antiguos.

Caractersticas de un pliegue

Inmersin: ngulo que forman una lnea de charnela y el plano horizontal. Direccin: ngulo formado entre un eje del pliegue y la direccin norte - sur. Buzamiento: ngulo que forman las superficies de los flancos con la horizontal.

Pliegue parasitos leer

Deformacin dctilUsaremos el trmino dctil para referirnos a una deformacin permanente, en estado slido, en la cual no hay prdida de cohesin a escala de granos cristalinos o mayores. Esta definicin excluye flujos cataclsticos de la transicin frgil-dctil. Veremos en primer lugar las estructuras que se forman en las rocas como resultado de esta deformacin.

PlieguesSon las estructuras ms obvias y comunes que reflejan un evento de deformacin dctil en la corteza. Los pliegues son ondulaciones tipo onda que se desarrollan durante la deformacin. Pueden ocurrir a cualquier escala y en cualquier tipo de roca. La gran variedad de formas de pliegues en las rocas reflejan las condiciones fsicas (stress, temperatura y presin) y las propiedades mecnicas de las rocas al deformarse.

Partes geomtricas de un pliegue

1. Elementos descriptivos reales: 1. Flancos o limbos: son las zonas menos curvadas conectadas por la zona de mayor curvatura. 2. Charnela: zona de mayor curvatura (menor dimetro de curvatura). 3. Cresta: zona topogrficamente ms elevada de un pliegue.

Figura 4.1: Elementos descriptivos reales.

2. Elementos geomtricos: 1. Perfil: corte perpendicular a la charnela. 2. Eje: lnea de orientacin especfica, ubicada donde la curvatura es mxima. Describe totalmente la geometra de un pliegue cilndrico y en pliegues cnicos es la lnea de referencia. Pliegue cilndrico: tipo de pliegue en el cual una lnea de orientacin constante (eje del pliegue) puede ser movida a lo largo de la superficie plegada sin perder contacto con ella. Los pliegues que no cumplen con esta condicin se denominan pliegues no cilndricos. Pliegue cnico: pliegue cuya superficie forma un ngulo distinto a 00 con una lnea de orientacin fija. 3. Superficie axial: superficie que contiene las charnelas de todas las capas que conforman el pliegue. Puede ser plana o curva.

Figura 4.2: Elementos geomtricos.

Orientacin de los plieguesLa orientacin de los pliegues puede ser expresada a travs del rumbo y buzamiento de la charnela o eje de pliegue y el rumbo y manteo de la superficie axial.Trminos tiles:

Homoclinal : no tiene charnela. Monoclinal : dos limbos largos, horizontales, conectados por un limbo corto, inclinado. Terraza estructural : dos limbos largos, inclinados, conectados por un limbo corto, horizontal. Pliegue volcado : pliegue recumbente, en el cual un limbo ha rotado ms de 900 desde su posicin original.

Figura 4.3: Trminos respecto a la orientacin de los pliegues.

Elementos de estilo de un pliegue(tiles para describir pliegues) 1. 2. 3. 4. 5. Cilindricidad Simetra Estilo de la superficie plegada Estilo de la capa plegada Estilo de las multicapas plegadas

Se definir primero dos ngulos que permiten describir la intensidad del plegamiento:

ngulo de plegamiento, : ngulo entre las normales a las superficies plegadas en el punto de inflexin. ngulo interlimbos, i: ngulo que forman las dos tangentes a las superficies plegadas en el punto de inflexin. Por geometra, i = 1800 -

Mediana: superficie que pasa por los puntos de inflexin.

Figura 4.4: ngulos que permiten describir la intensidad del plegamiento.

1. Cilindricidad: es el grado en que un pliegue aproxima su geometra a un pliegue cilndrico. Es un rasgo que caracteriza diferentes estilos de plegamiento. La cilindricidad se ve cuantitativamente en una red equiareal por la distribucin de los polos de la superficie plegada. Un pliegue cilndrico tiene sus polos distribuidos en un crculo mayor. 2. Simetra: una superficie plegada forma un pliegue simtrico si, en un perfil, la forma a ambos lados de la charnela es la misma y tambin el largo. En los pliegues asimtricos, el grado de asimetra est determinado por el ngulo de inclinacin entre el bisector del ngulo de plegamiento, , y la mediana. El sentido de asimetra depende de la posicin en que miremos el pliegue, por convencin definiremos el sentido de asimetra mirando en direccin del buzamiento del eje del pliegue. Segn el sentido de asimetra los pliegues pueden ser Z o S. o Pliegue Z: si el limbo ms corto ha rotado en sentido horario con respecto al limbo largo. o Pliegue S: si el limbo ms corto ha rotado en sentido antihorario con respecto al limbo ms largo. 3. Estilo de la superficie plegada: la geometra de una superficie plegada se describe especificando tres elementos: o Razn del aspecto o Cierre o Aspereza

Para definir estas caractersticas se requiere construir un cuadriltero alrededor del pliegue de modo que los lados sean tangentes a los limbos en el punto de inflexin y que la parte superior sea tangente al pliegue y normal al bisector del ngulo de plegamientoo

.

Razn del aspecto: P = A/M donde A: amplitud del pliegue medido en la superficie axial = alto del cuadriltero, M: ancho de la base del cuadriltero. Si, por ejemplo, P > 0.1 y P < 0.25, el pliegue es descrito como ancho.

o o

Cierre (estrechez): definido por el ngulo . Aspereza, b: mide la curvatura relativa del pliegue en la charnela.

Figura 4.5: Clasificacin de pliegues segn la orientacin del plano axial y del eje.

Tabla 4.1: Razn del aspecto P. Razn del aspecto P Trmino descriptivo P = A/M

Ancho

0, 1

P < 0, 25

-1

logP < - 0, 6

Amplio

0, 25

P < 0, 63 -0, 6

logP < - 0, 2

``Equant"

0, 5

P

2

-0, 2

logP < 0, 2

Corto

1, 58

P < 4

0, 2

logP < 0, 6

Alto

4

P < 10

0, 6

logP < 1

Tabla 4.2: Estrechez (cierre) de pliegues (modificado despus de Fleuty(1964)). ngulo plegamiento ngulo interlimbos Trmino descriptivo [grados]

Suave

0 i > 120

Agudo

Abierto

60

< 110

Cerrado

110

< 150

Estrecho

150

< 180

Isoclinal

= 180

i = 0

``Fan" Obtuso

180 i > - 70

Involuto

250

< 360

Tabla 4.3: Aspereza de pliegues. Trmino descriptivo Aspereza b

Puntiagudo

0

b < 0, 1

Angular

0, 1

b < 0, 2

Subangular

0, 2

b < 0, 4

Subredondeado

0, 4

b < 0, 8

Redondeado

0, 8

b

1

spero

1 < b

2

4. Estilo de la capa plegada: clasificacin de Ramsay. El estilo de la capa plegada se determina comparando el estilo de las dos superficies de la capa. Se usan tres parmetros geomtricos relativos a un par de lneas

paralelas, tangentes a las superficies de la capa en perfil. Los tres parmetros geomtricos son: 1. Isgonas de manteo: lnea que une puntos de igual manteo en superficies opuestas. 2. Espesor ortogonal, t : distancia perpendicular entre dos tangentes paralelas. 3. Espesor de la traza axial, T : distancia entre dos tangentes medida paralelamente a la traza de la superficie axial. t = T cos

Figura 4.6: Parmetros geomtricos de la clasificacin de Ramsay.

Segn cmo varan estos parmetros desde la charnela hacia los limbos (o a mayores valores de ), se definen diferentes clases. La inclinacin de la superficie plegada en el punto de tangencia, , es el ngulo entre la lnea tangente y la lnea normal a la traza de la superficie axial. 1. Curvatura relativa o variacin de las isgonas: Si las isgonas convergen hacia el interior del pliegue, la curvatura de la superficie interna ser

mayor que la curvatura de la superficie externa y se definen los pliegues clase 1. Isgonas paralelas que son tambin paralelas a la traza de la superficie axial definen la clase 2. Los Pliegues de esta clase de denominan tambin pliegues similares, porque las curvaturas de ambas superficies son similares. Isgonas que divergen del centro definen la clase 3 e indican que la curvatura de la superficie externa es mayor. 2. Variacin en el espesor ortogonal: La variacin en t es caracterstica de los diferentes tipos de pliegues y es la base para subdividir la clase 1. Si t crece desde la charnela hacia los limbos, los pliegues son de clase 1A. Si t es constante, los pliegues son clase 1B y se denominan pliegues paralelos. (Pliegue concntrico: pliegue paralelo cuyas superficies interna y externa tienen aspereza b = 1 rc = r0). Si t disminuye, la subclase es clase 1C. t disminuye tambin para los pliegues clase 2 y clase 3. 3. Variacin en el espesor de la traza axial T: T aumenta en la clase 1. T es constante en la clase 2. T disminuye en la clase 3.

Figura 4.7: Clases de pliegues de la clasificacin de Ramsay.

5.Tabla 4.4: Estilo de una capa plegada: clasificacin de Ramsay (1967). Clase Isgonas Manteo (desde superficie cncava a convexa) 1 1A 1B 1C Convergen Convergen Convergen Convergen Aumentan Constantes Disminuyen Espesor Ortogonal Espesor Traza Axial (desde charnela hacia limbos) (desde charnela hacia limbos) Aumentan Aumentan Aumentan Aumentan

2 3

Paralelas Divergen

Disminuyen Disminuyen

Constantes Disminuyen

6. 7. Estilo de multicapas plegadas. Un pliegue multicapas est compuesto por varias capas plegadas al mismo tiempo. El estilo puede ser definido en trminos de la armona del plegamiento y de la geometra de la superficie axial. Armona del plegamiento. En un perfil, todos los pliegues multicapas terminan en ambas direcciones a lo largo del plano axial, a menos que la secuencia incluya una superficie libre como la superficie de la tierra. La profundidad del plegamiento D es la distancia, a lo largo de la traza de la superficie axial, donde el plegamiento existe. La armona H es una medida, independiente de la escala, de la persistencia o continuidad del plegamiento y es igual a la razn D/( /2), donde una longitud de onda. /2 es la mitad de

H=

.

Figura 4.8: Armona en multicapas plegadas.

Orden de los plieguesLos pliegues se desarrollan simultneamente a diferentes escalas, de manera que grandes pliegues incluyen pliegues ms pequeos en sus limbos y en sus zonas de charnela. Los ms grandes son pliegues de primer orden y son generalmente rasgos de escala regional. Se asigna un nmero de orden mayor a medida que va disminuyendo su tamao. Los pliegues de mayor orden se denominan tambin pliegues parsitos.

Estilos comunes y asociaciones estructurales de plegamientoPliegues paralelos : estrictamente definidos como clase 1B, tanto para una capa, como para multicapas. Se extiende su uso a pliegues de clase 1A y 1C cercanos a 1B. Pliegues similares : estrictamente tienen geometra clase 2 para una o ms capas. Puede extenderse su uso a clase 1C y clase 3.

Figura 4.9: Pliegues paralelos y similares.

Pliegues chevrn y kink : son pliegues cilndricos, armnicos, multicapas clase 2 que tienen charnelas puntiagudas y limbos cerrados a suaves. Los pliegues chevrn son simtricos y los kink son asimtricos.

Figura 4.10: Pliegues chevrn y kink.

Modelos cinemticos de plegamientoLos pliegues de clase 1B son comunes en muchas reas deformadas. La geometra de esa clase de pliegue puede ser explicada como el resultado de los siguientes mecanismos de plegamiento:

Flexura ortogonal Cizalle flexural Flexura por prdida de volumen

Colectivamente estos tres modelos se denominan plegamiento flexural. En todos estos modelos, el espesor ortogonal de la capa se mantiene constante durante el plegamiento (definicin de pliegues de clase 1B) y por lo tanto la clase del pliegue no es resultado de un mecanismo nico. El plegamiento flexural resulta de flexin (bending) o doblamiento (buckling), que son dos maneras de aplicar fuerzas a una capa. Flexin de una capa resulta de la aplicacin de pares de fuerzas que producen torques iguales y opuestos que doblan la capa formando un pliegue. En flexin pura no hay ni compresin ni traccin en ninguna direccin. En la figura estn mostrados tres sistemas de fuerzas aplicadas para producir torque (ej. lacolito, falla en basamento). Doblamiento (buckling) resulta de la aplicacin de stresses compresivos, paralelos a la capa. Si el stress compresivo es suficientemente grande, la capa se vuelve inestable y se dobla formando un pliegue, ya sea por stresses solos o asociados a torques.

Figura 4.11: Flexin y doblamiento.

Flexura ortogonalEs una de las maneras que tiene una capa para responder a fuerzas de flexin o doblamiento. En este proceso cinemtico, todas las lneas que fueron perpendiculares a la capa antes del plegamiento, permanecen perpendiculares despus del plegamiento. En un corte perpendicular a la charnela, la superficie de la capa en el lado convexo del pliegue es estirada y la superficie en el lado cncavo es acortada. La superficie que no cambia de largo durante la deformacin se denomina superficie neutral. El espesor ortogonal se mantiene constante en todo el pliegue. La flexura ortogonal es caracterstica de pliegues de baja curvatura desarrollados en capas competentes que son resistentes a deformacin dctil. A medida que la curvatura aumenta, la ortogonalidad se va perdiendo.

Figura 4.12: Flexura ortogonal.

Flujo o cizalle flexuralEn este caso, la capa responde a fuerzas de flexin o doblamiento mediante una deformacin de cizalle simple paralela a la capa. En este caso no hay ni estiramiento ni acortamiento en ninguna superficie de la capa que forma el pliegue. El plegamiento por cizalle flexural es anlogo al doblamiento de un conjunto de cartas o tarjetas en el cual todo el movimiento es paralelo a los planos de cizalle (representado por las tarjetas). El material del lado convexo de un plano de cizalle se desplaza hacia la charnela en relacin al material del lado cncavo. El espesor de la capa, medido perpendicular a los planos de cizalle es constante. Sin embargo, las lneas que eran ortogonales antes del plegamiento no lo son despus, excepto en la charnela, ya que la magnitud del cizalle disminuye desde los flancos hacia la charnela. No hay cambio de largo de ninguna superficie de la capa. El plegamiento de cizalle flexural puede

ocurrir en vez de flexura ortogonal si la capa es menos competente y por lo tanto tiene una fuerte anisotropa planar.

Figura 4.13: Flujo o cizalle flexural.

Plegamiento de una capa por prdida de volumenEn este mecanismo, un pliegue se forma o es amplificado por una remocin gradual de material desde zonas particulares de la capa plegada. La prdida en general, resulta de disolucin. El mecanismo de prdida de volumen no resulta en una clase nica de pliegues, porque la geometra del pliegue depende de la orientacin de las zonas de disolucin. Los pliegues que se pueden formar son clase 1B, 1C o 2.

Figura 4.14: Plegamiento de una capa por prdida de volumen.

Plegamiento de cizalle pasivoEn este tipo de plegamiento, que se denomina tambin plegamiento de flujo pasivo o simplemente plegamiento pasivo, la capa es altamente incompetente y no ejerce influencia en el proceso de plegamiento. Ella solamente acta

como un marcador que registra la deformacin. La deformacin ocurre por cizalle simple, inhomogneo, en planos de cizalle que cortan la capa. El sentido y cantidad de cizalle vara sistemticamente para producir el plegamiento. Este proceso da como resultado pliegues similares o clase 2. Para ilustrar la cinemtica de este proceso de plegamiento, de nuevo podemos usar un conjunto de cartas. En este caso, los planos de cizalle representados por las cartas no son paralelos a la capa que ser plegada, sino que la cortan.

Figura 4.15: Plegamiento de cizalle pasivo.

CompetenciaLas propiedades mecnicas de las rocas involucradas en el plegamiento tienen un efecto importante en el estilo de pliegues que se desarrollan. Cualitativamento se describe la tasa a la cual un material dctil es capaz de deformarse a un stress diferencial particular en trminos de su competencia. Bajo un mismo stress diferencial un material competente se deforma de manera dctil a una tasa relativamente baja comparada con un material incompetente. Si dos materiales son deformados a igual tasa, el stress diferencial, para igual deformacin, es mayor en el material competente. Es decir, un material incompetente se deforma ms fcilmente que uno incompetente.

Plegamiento de cizalle flexural y cizalle pasivo de multicapasMuchos plegamientos involucran secuencias multicapas que desarrollan una geometra ms compleja que la recin vista. Una de las causas de esta mayor complejidad es la diferencia en las propiedades mecnicas que pueden existir entre rocas adyacentes. Para analizar el plegamiento multicapas se considera la competencia media de toda la secuencia y el contraste en competencia entre capas individuales. Se

considera primero un modelo de plegamiento simple que involucre muchas capas de una competencia alta, pero similar para todas. Luego, se considerar el efecto de alternar delgadas capas incompetentes con capas gruesas competentes (alto contraste y competencia media alta). Finalmente, se considerar el efecto de aumentar la razn entre material incompetente y material competente en la multicapa (disminucin de la competencia media y alto contraste de competencia). Si el contraste de competencia es 0, la multicapa se comporta como una capa nica y de acuerdo a los modelos ya vistos. Incluso capas de diferente competencia pueden comportarse como capa nica. En este caso, si se desarrolla una superficie neutra, las capas del lado convexo sern estiradas y adelgazadas en la charnela, dando como resultado pliegues con geometra clase 1A. Un conjunto de capas, que tienen escencialmente la misma alta competencia (alta competencia media) y baja friccin en los planos de contacto, puede responder a fuerzas de flexin o doblamiento por un plegamiento de deslizamiento flexural (flexural slip), donde las capas deslizan libremente. Se originan pliegues clase 1B. El deslizamiento de una capa sobre otra, conduce comnmente al desarrollo de estras o fibras minerales en los planos de estratificacin perpendiculares al eje del pliegue. En general se desarrollan en los limbos (donde el deslizamiento es mximo) y no en la zona de charnela. Muchos pliegues consisten en un conjunto de capas de espesores similares, pero de distinta competencia (competencia media moderada, alto contraste de competencia). En este caso, las capas competentes como grupo se deforman por flexural slip y el deslizamiento entre las capas es absorbido por la deformacin en las capas incompetentes. Se desarrolla un pliegue clase 1C. Si las capas incompetentes son mucho ms gruesas que las competentes (baja competencia media, alto contraste), las capas incompetentes dominan la deformacin a gran escala. El espaciamiento entre dos capas competentes es tan grande que el plegamiento flexural de una capa competente no afecta la prxima y se desarrollan pliegues disarmnicos ptigmticos. A pesar que los pliegues de mayor orden en las capas individuales competentes son clase 1B y 1C, la geometra de los pliegues de menor orden son cercanos a clase 2 y es dominado por el flujo dctil de las capas incompetentes. Si todas las capas son incompetentes, con bajo contraste (baja competencia media, bajo contraste) y si las capas no se deslizan en las interfases, entonces la multicapa es homognea y las capas actan como marcadores pasivos de la deformacin, formando pliegues clase 2.

Figura 4.16: Cizalle flexural y pasivo de multicapas.