FALLAS

Fallas:

• Fractura a lo largo de las cuales las paredes

opuestas se han movido la una con relación a

la otra.

ha ocurrido un ha ocurrido un desplazamiento visible

Que origina el

desplazamiento

???

MÉTODOS DE GEOLOGÍAESTRUCTURAL

• FALLAS DÚCTILES Y FRÁGILES– Modelos de deformación (Sibson)– Reconocimiento

– Geometría

– Saltos (sentido y cuantía)

– Materiales de falla

– Cinemática y dinámica

– Análisis poblacional de fallas

FALLA

• Fractura a lo largo de la cual hahabido desplazamiento relativo de ambos labiospuede ser frágilo dúctil no conservan las no conservan las estructuras de lapropagación de la rotura como las diaclasas se dan a todas las escalas y tamaños

Extensional & contractional Faults

Techo

Plano de falla

Estría

Muro

Direcciónybuzamiento

Superficie o zona estrecha a través de la cual ha habido desplazamiento relativo de los dos lados paralelos a la zona

ElementosTecho

Plano de Falla

Falla

Piso

Bajo - Alto

Techo

Piso

Pitch - Plunge

MODELO DE ANDERSON

- Clasificación dinámica de las fallas

- Basada en posicionamiento de los tres

vectores principales de esfuerzos: σ1, σ2,

σ3,ortogonales entre sí.

- Cumplen requisito general de σ1>σ2>σ3

- Dependiendo de las posiciones de los

vectores se definen los tres tipos de vectores se definen los tres tipos de

fallas principales:

normal (σ1 vertical, σ2 y σ3 horizontal),

transcurrente(σ2vertical, σ1 y σ3 horizontal)

inversa (σ3 vertical, σ1 y σ2 horizontal).

Existen principalmente dos tipos de fallas con undesplazamiento horizontal:

Fallas con un sentido del movimiento sinistral (contra reloj)

Fallas con un sentido del desplazamiento dextral (sentidodel reloj).

2. Desplazamiento a Rumbo (horizontal)

La nomenclatura utilizada para clasificar las fallas se basa en el ángulo del pich que tiene las

estrías sobre el plano de falla:

Falla con Pich < 10° Falla con Pich de 10° a 45°

Falla con Pich >80°Falla con Pich de 45° a 80°

La nomenclatura utilizada para clasificar las fallas se basa en el ángulo del pich que tiene las

estrías sobre el plano de falla:

Falla con Pich < 10° Falla con Pich de 10° a 45°

Falla con Pich >80°Falla con Pich de 45° a 80°

Relación espacial del plano de falla y la estratificación

Strike - Slip

Dip - Slip

Oblique - Slip

Falla Normal

Bloque del piso Bloque del techo

Bloque del bajo Bloque del alto

“hangingwall”“footwall”

Bloque que sube“upthrown”

Bloque que baja“downthrown

sección a echadoAB deslizamiento a echado

C BE

A

AB deslizamiento a echado

AC deslizamiento vertical “throw”

AE separación vertical

BC deslizamiento horizontal “heave”

C vertical a A - horizontal a B

B punto de línea de corte del techo

E vertical a A - a echado desde B

A punto de línea de corte del piso

sección a echadoAB deslizamiento a echado

C BE

A

AC- Componente vertical del deslizamiento aechado AB deslizamiento a echado

AC deslizamiento vertical “throw”

AE separación vertical

BC deslizamiento horizontal “heave”

C vertical a A - horizontal a B

B punto de línea de corte del techo

E vertical a A - a echado desde B

A punto de línea de corte del piso

echado- Diferencia en profundidad vertical entre laintersección de la falla con una línea o plano enun bloque de la falla y la intersección de lafalla con la misma línea o plano en el bloqueopuesto- Determinado en una dirección perpendicularal rumbo de la falla

AE- Componente vertical de desplazamiento de capa- Distancia vertical entre una línea o plano proyectada de un bloque de la falla, a travésde la falla, a un punto verticalmente sobre o bajo la misma línea o plano en el bloqueopuesto

BC- Componente horizontal del deslizamiento a echado-Determinado en una dirección perpendicular al rumbo de la falla

sección a echadoAB deslizamiento a echado

C BE

A

Separación Vertical= Sección ausente o repetida

- Dato medible en pozos, registros eléctricos y secciones sísmicas, independientemente de la orientación respecto al rumbo de falla

Separación verticalParámetro utilizado en la construcción de mapas de falla y de estructura

AB deslizamiento a echado

AC deslizamiento vertical “throw”

AE separación vertical

BC deslizamiento horizontal “heave”

C vertical a A - horizontal a B

B punto de línea de corte del techo

E vertical a A - a echado desde B

A punto de línea de corte del piso

Plana Lístrica

Vertical hacia abajoVertical hacia abajo

Convexa hacia arriba

Anastomosada

Indicadores de Movimiento en Fallas:

ESTRUCTURAS ASOCIADAS A FALLASFRÁGILES (EN EL PLANO DE FALLA DIRECCIÓNY SENTIDO DE DESLIZAMIENTO)

• ESTRÍAS• ESCALONES• FRACTURASY GRIETAS SECUNDARIAS• SENTIDO MOVIMIENTO

– Arrastres– Arrastres– Fracturas de Riedel

– Escalones• Congruentes• Incongruentes

• ORIGEN– Mecánicos– Cristalización– Disolución por presión

ESTRUCTURAS ASOCIADAS AFALLAS

• ESCALONES DE ACRECIÓN

• MARCAS DE ARRASTRE (TECTONIC TOOL

MARKS)

• FRACTURAS DE RIEDEL• FRACTURAS DE RIEDEL

• ESTIKOLITOS

• FACETAS PULIDASY RUGOSAS

• GRIETAS DE TENSIÓN

• Desplazamiento: El desplazamiento de una

unidad geológica o una otra estructura

geológica indica la actividad tectónica.

PLANO DE FALLA Y ESTRÍA

1) Direccióny buzamiento de la falla

2) Cabeceo de la estría

3) Sentido de deslizamiento

FALLAS INVERSAS

(a)

(b)

• Estrías Líneas finas arriba de un plano de

falla. Estas líneas indican además la

orientación del desplazamiento y

posiblemente el sentido.Problemas: Estrías solo marcan el ultimo movimiento cual

posiblemente no coincide con el movimiento general. Para

sentir con el dedo el sentido del movimiento cuesta y se puedesentir con el dedo el sentido del movimiento cuesta y se puede

equivocarse.

Fracturas secundarias R y R´, de Riedel (verde). En rojo los planos S(aplastamiento) y en azul los T (fracturas tensionales). En la derecha se dibujan eltipo de estructuras que pueden aparecer según ambas orientaciones. Flechasrojas: máximo acortamiento. Azules, máxima extensión.

R’ R’ (antitética) R’

R

RR

(sintética)

y R’ antitética (opuestaa la falla principal)

R

R’Esfuerzo principal máximo

σ1

R es denominada sintética (sub-paralelaa la falla principal)

a) Escalones de acreción b) Marcas de arrastre (surcoso crestas) c) Planos de Riedel (R)

d) Estikolitos (disolución) e) Facetas pulidasy rugosas f) Grietas de tensión

g) Fracturas de cizalla conjugadas (R´) h) Huellas de arranque i) Arrastre de inclusioneso amígdalas

R´

En este sentido, la interpretación del sentido del movimiento en

fallas parece sencilla, aunque como en el plano de falla pueden

cortar otros planos secundarios, sólo vamos a mencionar los criterios

más fiables

• Desplazamiento de marcadores: Si sólo se aprecian superficies

pulidas, puede acudirse a observar el sentido del desplazamiento a

ambos lados de la falla para obtener el sentido del movimiento.

• Escalones de recristalización y Estrias: Como mencionábamos, si

en un escalón de un plano de falla, ambos bloques se separan, se

formará un hueco que es, en muchos casos aprovechado por fluidos

saturados en minerales para formar cristales que lo rellenarán. En los

planos de falla, estos escalones nos indican cuál ha sido el

movimiento del bloque que falta en el sentido en el que es más fácil

deslizar la mano (escalones positivos).

• Escalones de estrilolitos: Si los dos bloques de la falla chocan en

el escalón, se podrán producir estructuras de presión-disolución

similares a estilolitos con los picos inclinados respecto al plano de

falla, en muchas ocasiones contenidos en el propio plano. En este

caso, el sentido del movimiento del plano que falta es hacia donde

es más difícil deslizar la mano (escalones negativos).

• Cantos arrastrados: Durante el proceso de brechificación

asociado a una falla se forman cantos que pueden terminarasociado a una falla se forman cantos que pueden terminar

embutidos en uno de los dos labios de la falla. Se producen así unas

colas de arrastre que permiten deducir el sentido del movimiento

del labio que falta: hacia donde se ha incrustado el canto.

• Escalones R: Las fallas secundarias que cortan con un ángulo bajo

al principal pueden interpretarse frecuentemente como fracturas

escalonadas de tipo Riedel (R), permitiendo determinar también el

sentido del movimiento .

TIPOS DE MATERIALES DEFALLA

• Mecanismos de deformación

• Presencia o no de foliación• Proporción de matriz/porfiroclastos• Proporción de matriz/porfiroclastos

• Cohesión• Grado de recristalización

Tipos de roca de falla en función de losmecanismos de deformación

Fracturafrágil

Fractura

dúctil

Clasificacion de las rocas de fallas en funcion de las tasas dedeformacion y recuperacion. Simplificada de Wise et al. (1984).

CLASIFICACIÓN

• Frágiles– Brechas no cohesivas

– Fault gouges (harina de falla)

– Cataclasitas– Cataclasitas

– Pseudotaquilitas

• Dúctiles– Brechas

– Milonitas/Blastomilonitas

– Filonitas

ROCAS DE FALLA FRÁGILES

• Brechas no cohesivas• Fault gouges (harina de falla)

• Clay fault gouges (arcilla de falla)• Clay fault gouges (arcilla de falla)• Cataclasitas

Fábrica de HarinaFábrica de Harina

(Harina-Salvanda

Molienda)

• Brechas de falla (Cataclasita)Por la energía del movimiento algunas veces las rocas en la

zona de falla se rompen y se quiebran, para formar una

brecha tectónica o brecha de falla.

• Brechas de fallas normalmente muestran una dureza menor

como las rocas no afectadas. Por eso morfológicamente una

brecha de falla se ve como depresión.

Brecha de falla cementadaBrecha no cohesiva

Brecha de falla

Brecha de falla fina cohesivaoprotocataclasita

Material de falla no cohesivo(fault gougeo harina de falla)

ROCAS DE FALLA DÚCTILES

• Dúctiles– Brechas

– Milonitas/Blastomilonitas– Milonitas/Blastomilonitas

– Filonitas

MILONITA

Protomilonita

Milonita

Ultramilonita

DESCRIBIR

DESCRIBIR

DESCRIBIR

Asociaciones

Horst y Graben

• Graben: o fosa tectonica, El conjunto de dos

fallas normales paralelas con inclinación

opuesta en un ambiente tectónico expansiva

se llama graben o fosa tectónica.se llama graben o fosa tectónica.

• Un Horst o pilar tectónico muestra un

movimiento hacia arriba en su interior, es

decir el sector central está construida por

rocas más antiguas como el sector lateral.

La falla principal se

Ramifica en numerosas

fallas

tip

tip linetraza

Línea de límite:

Plano de falla

Linea de ramificaciónDespliegue en cola de callo

Traza en superficieFallas activas emergentes

Falla Plana desplazamiento constante

Geometría no requiere pliegue

Relación Pliegue-Falla

Fallas -> pierden desplazamiento y terminan

Falla que muere sin alcanzar superficie -> Falla Ciega

Falla Emergente -> siFalla Emergente -> si

Geometría requiere pliegue

Desplazamiento en falla curva -> rotación de capas

=> pliegue

Genérico -> Pliegue de Rampa

(c) (d)

1

Modelo 1, de falla lístrica con desarrollo de anticlinal de colapso, (1) Espaciogeológicamente imposible, (2) Anticlinal de colapso. (L) Longitud de las capas, se conservaconstante.Modelo 2, de falla lístrica con desarrollo de fallas planas antitéticas (1). (2) Espacios quedeben rellenarse por ejemplo con brechas de falla.

1

(c) (d)

Modelo 3, de fallas lístricas con desarrollo de fallamiento en dominó sintético en elbloque colgante. (1) estratos con manteo constante. (2) Fallas planas. (3) Espacios quedeben rellenarse.Modelo 4, de fallas lístricas con desarrollo de una serie de fallas lístricas imbricadas (1) enel bloque colgante. (2) Estratos rotados. (3) Anticlinal de colapso.

(a) Mecanismo de fallamiento extensional de tipo dominó, (1) Fallas, (2) Rotación de bloques, consignos de interrogación se indican los espacios geológicamente imposibles. (b) Fenómenos asociadosal fallamiento en dominó, (1) Magma rellenando espacio en profundidad, (2) Volcanismo ensuperficie, (3) Erosión de las aristas de bloques, (4) relleno de cuencas. (c) Sedimentación asociada auna falla de crecimiento, (1) Menor espesor, (2) Mayor espesor.

Rampa de Relevo

Falla de Transferencia

Zona de transferencia de movimiento de fallas principales

Relativamente perpendiculares a fallas principales

Tienen una componente de rumbo importante

Permiten el enlace entre distintas fallas

Transferencia lateral u oblicua

Sedimentación en alto y en el bajo

activas durante la sedimentación

falla maestra

fallas secundarias

echado regional

Sintético / AntitéticoFallas de crecimiento

Falla Normal Pliegue de Rodamiento (Rollover)

-Deformación Sinsedimentaria

Sintético - Antitético marco de referenciaechado regional

estructura mayor

anticlinal “rollover”

Sintéticas

antitéticas

estructura mayor

Sinsedimentario / Sintectónico

depósitos sedimentarios

A Pre-fallamiento

B Syn-fallamiento

C Post-fallamiento

relación temporal a falla

Sobrecorrimiento

Tres acepciones de fallas inversas- Inversas -> fallas de alto ángulo- Cabalgaduras -> moderadamente buzantes (<45º)- Sobrecorrimiento -> muy bajo ángulo(usualmente transporte horizontal importante)

Asociaciones

Duplex Extensionales

Decollement

Falla de techo

Falla de piso

Hinterland - Foreland

Deformación

Edad - Polaridad

Estructuras en Flor

Flor PositivaTranstension

Flor NegativaTranspresion

Transferencia entre dos juegos de fallas con sentido de manteo opuesto. (a) Mapa. (b)Perfil estructural AA’.

Duplex en Fallas Laterales

Echelon

Geometría Rampa-Flat

- Cortan sección arriba en dirección de transporte (vergencia)

- Deslizamiento paralelo en horizontes incompetentes

- Corta estratificación en horizontes competentes

Geometría Falla

Rampa (ramp) - Plano (flat)

Tipos de rampas

Relación adirección detransporte

Falla Inversa

Pliegue por propagación de falla

Pliegue por flexión de falla

Pliegue por despegue

Pliegues - Falla

Duplex

Sistema Imbricado

Duplex

Combinación de fallas planas con cambios bruscos de manteo. (a) Desarrollo de un sinclinal de colapso (S). (b) Desarrollo de un anticlinal por cambio de manteo (A). (1) Rampas. (2) Lisos. (c) Espacio generado por una rampa en extensión.

σ1

σ3

σ3

σ1

Bulk tectonicextension direction

extensionveins

Northeast-strikingstructures

DILATIONAL

Principal northwest-striking structures

DILATIONAL BEND

DILATIONALDISPLACEMENTTRANSFER

ZONE