Ciencias de la Tierra y Medioambientales

El planeta Tierra

La Geosfera
11.3 - Tectónica Regional

Parte de la tectónica que estudia las deformaciones de los materiales terrestres a escala mediana (del orden de metros a kilómetros), así como las causas de estas deformaciones.

Las deformaciones plásticas de las rocas o sedimentos reciben el nombre de pliegues.

Las roturas de las rocas se denominan fracturas.
Las fracturas sin desplazamientos se denominan diaclasas y aquellas que se desplazan los bloques rotos fallas

 

Pliegues

 

Resultado de la deformación plástica de rocas o sedimentos.

Su estructura es una ondulación o curvatura en los materiales deformados respecto a su orientación original.

Estas modificaciones son patentes en materiales estratificados como sedimentos y rocas sedimentarias.

El tamaño de los pliegues es muy variable y depende de múltiples factores. Existen pliegues desde escalas milimétricas a decenas de kilómetros.

Elementos de un pliegue

En el caso de ser patentes los estratos originales pueden distinguirse los siguientes elementos de un pliegue:

Charnela de un estrato

Punto de máxima inflexión o curvatura de un estrato plegado.

Eje de un pliegue

Unión de las charnelas de un estrato

Plano axial

Superficie formada por la unión de los ejes; plano bisectriz del pliegue.

Flancos

Zonas laterales de un pliegue; habitualmente superficies con buzamiento cambiante.

Tipos de pliegues

Los criterios de clasificación de los pliegues son numerosos y su caracterización es importante desde el punto de vista tectónico.

La estructura concreta de un pliegue proporciona información sobre las características físicas de las rocas plegadas que dependen de su composición y de su situación en el momento del plegamiento (profundidad, temperatura, intensidad y dirección del esfuerzo que las ha plegado).

Criterio geométrico

Forma que presentan se distingue entre:

Antiformas
Pliegues en forma de arco, convexos vistos desde arriba.
Sinformas
P
liegues en forma de depresión, cóncavos vistos desde arriba

Disposición en edades de los estratos plegados

Anticlinal
L
os estratos recientes rodean o envuelven a los antiguos
Sinclinal
Los estratos antiguos rodean a los modernos.

Salvo en plegamientos muy intensos los anticlinales corresponden con antiformas y los sinclinales sinformas.

Según la inclinación del plano axial

Rectos
El plano axial es aproximadamente vertical.

Inclinados
El plano axial forma un ángulo apreciable con la horizontal

Tumbados
El plano axial es aproximadamente horizontal

Invertidos
E l plano supera los 90º respecto a la vertical.
Es en este último caso en el que las antiformas son sinclinales y las sinformas anticlinales.

Según el ángulo que forman los flancos de pliegue

Abiertos
E
l ángulo es grande, habitualmente mayor de 70º

Cerrados
Ángulo está entre 30º y 70º

Apretados
Los ángulos son menores de 30º

Plegamiento

Los factores que influyen en la posibilidad de plegamiento de un material y el tipo concreto de pliegue que va a sufrir son diversos, siendo los más importantes:

  • La intensidad del esfuerzo al que es sometido el material
  • La naturaleza de los materiales (más plásticos o más rígidos),
  • La presión litostática a la que están sometidos los materiales y la temperatura.

Tanto la presión como la temperatura actúan aumentando la ductilidad de las rocas de modo que es necesario más esfuerzo para producir su rotura y menos para producir su plegamiento.

Estas circunstancia provocan que sólo excepcionalmente se produzcan pliegues en superficie, pues las temperaturas y presiones son insuficientes y la zona sufre fracturas.

En zonas profundas de la corteza el caso es el contrario, las presiones y temperaturas altas propician el plegamiento e impiden las roturas en las rocas.

Los mecanismos concretos de formación de pliegues en la Tierra son variados pueden ser debidos a esfuerzos tectónicos o gravitacionales.

La mayoría de los pliegues se forman por esfuerzos tectónicos compresivos.
Estas fuerzas acortan y engruesan el terreno dejando pliegues en materiales plásticos.
La estructura típica es la alternancia de anticlinales y sinclinales.

Si los esfuerzos son poco importantes los pliegues son abiertos y rectos.
Si los esfuerzos son importantes se forman pliegues inclinados, tumbados o incluso invertidos y más apretados.

También producen pliegues los movimientos tectónicos verticales y el ascenso a la superficie de masas de rocas plásticas (diapiros). En estos casos los pliegues suelen ser amplios.

Los esfuerzos distensivos producen pliegues tan amplios y abiertos que no son detectables.

Los esfuerzos no tectónicos son capaces también de formar pliegues.

Los mecanismos más frecuentes son el deslizamiento por gravedad de materiales plásticos y la compactación diferencial de sedimentos.


Diaclasas

 

Son fracturas sin desplazamiento de los bloques separados

La formación de las diaclasas tiene orígenes diversos.

En general son provocadas por una disminución del volumen de las rocas o sedimentos que se puede producir por:

  • Descompresión.
    Rocas formadas en profundidad se descomprimen al salir a la superficie
    Por ejemplo batolitos graníticos.
  • Deshidratación
    Sedimentos que quedan al aire después de haber estado sumergidos.
  • Enfriamiento
    Como en el caso típico de las columnatas basálticas.
  • Recristalización.
    En las rocas los minerales se reorientan con el paso del tiempo ocupando menor volumen

Fallas

 

Fractura del material rocoso con desplazamiento relativo de los bloques resultantes.

El desplazamiento de estos bloques se realiza sin dejar de estar en contacto entre sí, deslizándose por una superficie de contacto denominada plano de falla.

Elementos de una falla

Labios de falla

Cada uno de los bloques desplazados

Salto de falla

Recorrido realizado por los bloques.
Pueden distinguirse tres componentes:
- Salto horizontal: separación o acercamiento que han sufrido los bloques
- Salto vertical: cambios de nivel sufrido
- Salto en dirección que mide los desplazamientos laterales.
Una falla siempre tiene salto pero éste puede tener uno solo de sus componentes, dos o los tres.

Tipos de fallas

La geometría de las falla proporciona información interesante sobre su mecanismo de formación

Por los movimientos relativos de los bloques se diferencian:

Fallas normales o directas

Son aquellas en que se ha producido un hundimiento del techo o lo que es lo mismo, el bloque hundido descansa sobre el plano de falla.
Se producen por distensión del terreno

Fallas inversas

Son aquellas en la que se ha producido un hundimiento del muro; el bloque levantado descansa sobre el plano de falla.
Se producen por compresión del terreno.

Fallas en dirección , transcurrentes o de desgarre

Sólo hay componente en dirección del salto de falla.
Los bloques se desplazan lateralmente

Fallas verticales

Presenta únicamente salto vertical.
Se consideran un caso especial de falla normal.

Fallas rotacionales o en tijera

El plano de falla actúa como superficie de rotación de un labio respecto al otro.


Existen algunas combinaciones posibles de estos tipos de fallas (por ejemplo fallas normales y de desgarre)

Según la forma del plano de falla se diferencian en

Fallas rectas

El plano de falla mantiene aproximadamente constante su pendiente.

Fallas lístricas o cóncavas

El plano de falla va haciéndose progresivamente más horizontal.

Fallas cabalgantes

Las fallas con un plano muy horizontal (ángulo de 45 a 30º)

Fallas tendidas

Si el ángulo es menor de 30º.

 

Pliegues-falla

La asociación de fallas de estos tipos con pliegues da lugar a los cabalgamientos y mantos de corrimiento.

Son pliegues asociados a fallas tendidas producidos por compresiones intensas del terreno

La falla se prodice en los estratos de materiales más plásticos y se denomina plano de despegue y puede tener un salto desde decenas de metros a kilómetros.

 

 

Factores que determinan la formación de fallas

Que en una roca se genere una falla depende de factores como:

Esfuerzo sufrido
A mayor esfuerzo más se fracturan las rocas

Tipo de roca
las más frágiles como ígneas y metamórficas presentan más tendencia a fallarse

Presión litostática
mucha presión hace a los materiales más plásticos y menos susceptibles de sufrir fallas

Temperatura
mucha temperatura hace a los materiales más plásticos y menos susceptibles de sufrir fallas.

Al depender de múltiples variables su localización es diversa.
Lo más frecuente, en zonas sometidas a esfuerzo tectónico, es la presencia de fallas en superficie y pliegues en zonas profundas. Esta regla se incumple en numerosas ocasiones, como cuando se sitúan capas de rocas sedimentarias sobre un zócalo ígneo o metamórfico. En este caso se presentan pequeñas fallas en superficie a las que siguen los pliegues en materiales sedimentarios; en el zócalo inferior más frágil reaparecen las fallas hasta zonas muy profundas donde se forman de nuevo pliegues.

 

Mecanismos de formación de las fallas

Son diversos pero pueden diferenciarse entre fallas generadas por esfuerzos tectónicos y otras por fenómenos no tectónicos.

Esfuerzos tectónicos

Es responsable de la mayoría de las fallas presentes en las rocas.

Esfuerzos distensivos
Producen fallas normales, alargándose y estrechándose el área fallada.

Esfuerzos compresivos
Generan fallas inversas tanto más tendidas cuanto mayor y más asimétrico sea el esfuerzo, engrosando y acortando la zona.

Esfuerzos laterales
Generan fallas en dirección.

Los grandes esfuerzos tectónicos que se producen en zonas de contacto de placas litosféricas dan lugar a grandes zonas falladas.

En zonas de subducción predominan las fallas inversas (orógenos, prismas de acreción de las zonas de subducción ),

En bordes constructivos las fallas normales (dorsales y rift continentales)

En bordes pasivos las fallas en dirección (fallas de transformación).

Mecanismos no tectónicos por los que se forma fallas

Deslizamientos por gravedad
Se producen en zonas de importantes pendientes (fallas lístricas normales)
En zonas karstificadas
Hundimiento de calderas volcánicas

Cambios de temperatura o humedad
Da lugar a presiones o distensiones de los materiales


Estilos tectónicos

La estructura tectónica de un área de la corteza terrestre pone de manifiesto los esfuerzos sufridos.

Zonas distensivas

En zonas sometidas a distensión se producen fallas normales en superficie o en las rocas frágiles del zócalo y pliegues muy amplios difícilmente identificables.

El resultado son los grabens o fosas tectónicas y los extensos valles en Rift en los continentes y las estructuras escalonadas de las dorsales oceánicas.
Entre fosas tectónicas pueden quedar elevaciones denominadas macizos tectónicos o Horst

Zonas compresivas

En zonas sometidas a compresión se generan pliegues y fallas inversas.

La zonación es importante en estas estructuras compresivas

Si la tectónica es poco intensa predominan los pliegues rectos y abiertos y las fallas inversas de poco recorrido

Si la compresión es intensa se producen pliegues inclinados y tumbados, más apretados y fallas inversas más importantes, llegando a la formación de cabalgamientos y mantos de corrimiento.

Los grandes orógenos de plegamiento que forman las grandes cordilleras son estructuras de este tipo.

Los fenómenos producidos en tectónica regional, especialmente los de mayor importancia, son producidos en última instancia por movimientos que afectan a grandes masas continentales de cuyo estudio de encarga la tectónica de placas.

 


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