DEFORMACIÓN FRÁGIL-fallas
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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