Estructuras geológicas

El relieve terrestre depende fundamentalmente de cómo se dispongan los materiales rocosos.
Las estructuras de las formaciones rocosas son de dos clases:

Estructuras originales.

Se forman a la vez que la roca, por los mismos procesos petrogenéticos.

Por ejemplo, en las rocas sedimentarias la estructura original típica es en forma de estratos, generalmente paralelos, en las rocas volcánicas son las coladas y conos; en las rocas intrusivas son los plutones y diques.

Estructuras deformadas.

Son estructuras modificadas por esfuerzos a los que han sido sometidas las formaciones rocosas preexistentes. Estos esfuerzos modifican la disposición original de los materiales:
Las deformacioes pueden producirse sobre estructuras originales o sobre estructuras ya deformadas.

Por ejemplo un conjunto de sedimentos plegados por esfuerzo tectónico compresivo o un batolito granítico fracturado por diaclasas

Escalas de la tectónica

Las deformaciones sufridas pueden tener dimensiones muy variables; desde fracciones de milímetro hasta cientos de kilómetros.

Podemos distinguir en función de esas dimensiones:

Microtectónica.
Estructuras reconocibles sólo al microscopio.

Minitectónica.
Estructuras que van del milímetro al metro.

Mesotectónica.
Estructuras del metro al kilómetro.

Macrotectónica.
Estructuras del kilómetro al millar de kilómetros.

Megatectónica.
Las grandes estructuras de deformación de la corteza, de miles de kilómetros de longitud, cuya formación describe la Geotectónica, más conocida por Tectónica Global, que acapara principalmente la Tectónica de placas.

En este capítulo estudiaremos la Tectonica en sentido estricto que se refiere a escalas medianas: meso y macrotectónica

Se llaman deformaciones a los cambios de forma de un material sólido. Las deformaciones se producen como consecuencia de un esfuerzo al que es sometido un material. Tipos Elásticas El material se deforma ante un esfuerzo pero recupera la forma original al cesar el mismo. Es proporcional al esfuerzo Dúctiles o plásticas El material se deforma ante un esfuerzo y queda deformado permanentemente al cesar el esfuerzo. Crece más rápido que el esfuerzo

Rígidas, frágiles o roturas
El material interrumpe su continuidad tras el esfuerzo
La secuencia habitual de deformaciones ante un esfuerzo creciente es:
1º deformación plástica -> 2º deformación elástica -> 3º rotura

En ocasiones la etapa plástica puede faltar

Se denominan materiales frágiles a los que no presentan deformación plástica
Se denominan materiales dúctiles los que sufren deformaciones plásticas fácilmente.

Esta secuencia varía considerablemente en importancia de la deformación dependiendo de varios factores:

Tipo de material

Los materiales tienen importancia fundamental sobre el comportamiento.
Los hay muy elásticos: Ej una goma o metales a bajos esfuerzos
Los hay muy plásticos: Ej pastelina o los metales a esfuerzos medios
Los hay muy rígidos om quebradizos que se rompen fácilmente: Ej vidrio o cerámica

Tipo de esfuerzo : Fuerza de extensión, compresión, tangencial...

No todos los materiales se comporatn igual ante presiones y extensiones.
Ejemplo: Tiza se rompe mucho antes con extensión que por presión

Intensidad del esfuerzo

Esfuerzos pequeños dan lugar a deformaciones elásticas, mayores plástica y mayotes roturas.
Ejemplo un muelle sometico a extensión

Temperatura

A igualdad de esfuerzo los materiales más calientes incrementan su deformación plástica y tardan más en romperse.
Ejemplo: Un vidrio a temperatura ambiente es quebradizo pero a 400ºC es muy deformable plásticamente

Presión confinante

La presión que rodea a un material tiene un efecto parecido al de la temperatura

Las deformaciones de loa materiales de la litosfera terrestre son debidos a una serie de esfuerzos a los que son sometidos:

Gravedad.
Fuerza vertical que ejerce presión sobre materiales sepultados. Esrta presión es aproximadamente proporcional a la profundidad. Es la responsable de la presión litostática

Fuerzas horizontales
Debidas principalmente, directa o indirectamente, a la tectónica de placas

Calor interno de la Tierra
Aumenta en profundidad pero tiene variaciones debidas a corrientes ascendentes o descendentes del manto y choques de placas litosféricas

Las deformaciones de las rocas siguen la secuencia del resto de los materiales. Elásticas, plásticas, roturas

Las deformaciones elásticas son de diferentes tipos y no deja huella en la roca que las ha sufrido
Por ejemplo las vibraciones de las ondas sísmicas o la presión de materiales

Las deformaciones eplásticas son permanentes y reciben el nombre de pliegues

Las deformaciones rígidas son también permanentes y reciben el nombre de fracturas
Las fracturas se denominan diaclasas si no hay desplazamiento de los bloques rotos y fallas si si lo ha habido

Que una roca sufra uno u otro tipo de deformación depende de:

El tipo de roca

Se llama rocas competentes a las que demuestran poca plasticidad y alcanzan el límite de rotura sin haber llegado a sufrir una deformación plástica significativa.
Son competente las rocas plutónicas y algunas sedimentarias como calizas o areniscas consolidadas.

Se llaman rocas incompetentes a aquellas que tienden a sufrir deformaciones plásticas.
Son sedimentos incompetentes las arcillas y arenas y rocas rocas incompetentes las arcillas y las evaporitas

La estratificación

Las rocas con estratificación fina suelen tener, a igualdad de esfuerzo, deformaciones plásticas.

La temperatura y la presión confinante (denominada presión litostática)

Vuelven las rocas más dúctiles.
En zonas profundas de la corteza las rocas es muy difícil que sufran fracturas.
En zonas superficiales, en cambio, es difícil que se produzcan pliegues

.

Charnela Zona de mayor curvatura de un estrato Eje del pliegue Unión de las charnelas Plano axial Superficie resultante de la unión de los ejes Cresta / surco Líneas de máxima elevación o depresión Punto de inflexión Cambio de curvatura del estrato Flancos Superficies inclinadas a los lados del pliegue Amplitud Distancia vertical ente eje y punto de inflexión Longitud Distancia entre ejes de pliegues sucesivos

• Dirección
  Ángulo formado entre el eje y las coordenadas geográficas
• Vergencia
  Ángulo formado entre el plano axial y la vertical
• Inmersión
  Ángulo formado entre el eje y la horizontal
• Buzamineto del flanco
  Ángulo entre el estrato y la horizontal. Es variable a lo largo del flanco.

Tipos de pliegues

Existen muchos criterios de clasificación de los bloques.
Los pliegues aportan mucha información sobre la naturaleza de las rocas, el estado de las mismas y el esfuerzo sufrido.

Criterio	Tipos	Características
Apertura o Forma	Antiforma	Convexos vistos desde arriba
	Sinforma	Cóncavos vistos desde arriba
	Neutro	Eje vertical
Disposición de estratos	Anticlinal	Estratos modernos rodean a los antiguos
	Sinclinal	Estratos antiguos rodean a los modernos
Inclinación plano axial	Rectos	Plano axial vertical
	Inclinados	Plano axial incinado
	Tumbados	Plano axial horizontal
	Invertidos	Inversión
Ángulo de los flancos	Suaves o abiertos	Flancos con buzamiento
	Apretados	Flancos con mucho buzamiento
Variación de espesor de los estratos	Paralelos, Isopacos o Flexodeslizantes	Mantienen grosor de los estratos Necesitan un deslizamineto entre ellos
	Similares o Anisopacos	Espesor reducido en los flancos, grosor constante medido en paralelo al plano axial. Presentan planos de esquistosidad
	Bandeados, Angulosos o en acordeón	Mantienen espesor sin deslizar. Presentan giros bruscos en su charnela
	Fluidales	Mucha variación por la gran fluidez de los materiales
Forma	Regulares	Alternancia de anticlinales y sinclinales
	Domos	Pliegue sin plano axial. Elevación de los materiales
	Cubetas	Pliegue sin plano axial. Hundimiento de los materiales
	Monoclinales	Pliegue entre dos plataformas
	Encofrados	Pliegues que siguen líneas rectangulares

 

Los pliegues no suelen presentarse aislados sino agrupados con determinadas características:

Criterio	Tipos	Características
Forma	Isoclinal	Alternancia de anticlinales y sinclinales sin cambio de nivel
	Anticlinorio	Anticlinal de pliegues alternos
	Sinclinorio	Sinclinal de pliegues alternos
	En cascada	Alternancia con cambio de nivel

Formación de pliegues

Los pliegues pueden formarse por varios motivos.
Los principales son:

Esfuerzos tectónicos

Compresión
Producen generalmente alternancia de anticlinales y sinclinales.
Mayor esfuerzo mayor acortamiento y pliegues más apretados

Movimientos verticales
Producen pliegues encofrados. Monoclinales

Diapiros
Dan lugar a domos

En zonas superficiales se forman pliegues Isopacos
En zonas profundas se producen pliegues similares
A altas temperaturas, próximas a la fusión se producen pliegues fluidales

Pliegues no tectónicos

Compactación diferencial
Produce pliegues aislados

Deslizamiento gravitacional de materiales plásticos.

Pliegues en Learning Geology
Geometría de los pliegues en Learning Geology

Formación de diaclasas

Las diaclasas pueden producirse por varios motivos.
Los principales son:

Esfuerzos tectónicos

Compresión
En parte cónxcava de los pliegues y en fallas infersas

Distensión
Suelen ser ortogonales. En parte conversa de los pliegues

Liberación de esfuerzo confinante

Se producen en rocas frágiles que ascienden a la superficie y se liberan de la presión de rocas suplayacentes
Ejemplo típico son los batolitos graníticos

Enfriamiento de rocas ígneas

Por ejemplo columnas de baslto

Disminución de volumen de algunas rocas

Ejemplo deshidratación de arcillas

Elementos de una falla

.

Plano de falla Superficie de desplazamineto de los bloques Labios de falla Cada uno de los bloques desplazados Salto de falla Recorrido de los bloques. Tiene componentes - Vertical - Horizontal - En dirección Buzamineto del plano Inclinación respecto a la vertical Dirección Ángulo del plano respecto a las coiordenadas geográficas

Tipos de fallas

Se pueden distinguir tipos de fallas atendiendo principalmente a el salto de falla y la inclinación del plano de falla

	Tipos	Características
	Normal o directa	Labio hundido descansa sobre el plano de falla
	Vertical	Plano de falla vertical
	Inversa	Labio levantado descansa sobre el plano de falla
	De desgarre u horizontales	Plano de falla casi horizontal.
	En dirección o transformantes	Sin desplazamiento vertical. Solo salto horizontal
	En tijera o rotacional	Normal a un lado e inversa al otro
	Lístricas	Plano de falla cada vez más tendido

 

Asociaciones de fallas

Criterio	Tipos
Fallas conjugadas	Horst o Macizo tectónico	Zona elevada debido a asociación de fallas normales
	Graben o fosa tectónica	Zona deprimida debido a asociación de fallas normales

Formación de fallas

Esfuerzos tectónicos

Compresión :
Se forman fallas inversas y fallas de desgarre . El terreno se engruesa y acorta
Por ejemplo en orógenos

Distensión
Se forman fallas normales y verticales. El terreno se adelgaza y alarga.
Ejemplo una fosa tectónica o un rift

Esfuerzos laterales
Se forman fallas en dirección otransformantes
Ejemplo entre dos zonas separadas de una dorsal oceánica en fallas de transformación

Fallas gravitacionales

Caídas de materiales a favor de la gravedad. Producen fallas lístricas
Por ejemplo deslizamientos

En diversas zonas de la Tierra se producen esfuerzos tectónicos semejantes que dan lugar a estructuras tectónicas características.
Estas estructuras reciben el nombre de estilos tectónicos.

Relieve Germánico Distensivo Fosas omacizos tectónicos en basamento y pliegues monoclinales o encofrados en cobertura sedimentaria
Relieve Jurásico Compresivo leve Pliegues concéntricos. Capa de despegue entre basamento y cobertura

Compresivo intenso

Cabalgamientos y mantos de corrimiento