Pliegues y plegamiento

Clase No. 15Septiembre 14 de 2012

• No habrá clases la semana entrante• Si seran responsables del siguiente laboratorio: “Fold Geometry”• Se entregan parciales: promedio 3.1

• 1.1 Descripcion geometrica– Forma y orientacion– Dip isogonas– Simetria y order

• Plegamiento: mecanismos y procesos– Plegamiento activo o Buckling– Plegamiento pasivo– Doblamiento (Bending)– Flexuaral slip y Flexural flow– Ortogonal Flexure– Kinking and Chevron folding

• Fold interface patterns and refolded folds• Fold in shear zones

Descripción de un pliegue/Tipos de pliegues

• Para describir un pliegue se pueden usar varios parámetros. Depende de la cantidad de la información y de las necesidades:

– a) Angulo entre los flancos– b) Orientación del plano axial– c) Simetría respeto del plano axial– d) Orientación del eje del pliegue– e) Espejo del pliegue

Uso del ángulo entre flancos

Simetría y orientación del plano axial

Eje del pliegue

• Pliegue con eje horizontal : En un pliegue con eje horizontal muestra todos los flancos el mismo rumbo. Los dos flancos solamente tienen una dirección de inclinación opuesta.

• Pliegues con eje inclinado muestran diferentes direcciones de inclinación, 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 difícil para entender en terreno, más encima sí se trata de mega-estructuras de varios kilómetros de ancho. Una herramienta muy útil para entender y describir estas estructuras es la proyección estereográfica - la red de Schmidt.

Espejo del pliegue• La línea que junta todos las charnelas de los sinclinales (o anticlinales) se

llama espejo del pliegue. El espejo marca entonces una tendencia más global del plegamiento. En la imagen se nota que el espejo marca una cierta inclinación hacía la derecha. Significa en el sector de la izquierda afloran los estratos generalmente más antiguos.

PliEGUES

Objectivo

• Donde se forman • Nombre que reciben según diferentes

parámetros • Tipos • Proceso de plegamiento• Diferenciar entre tipos • Entender los mecanismos de

plegamiento y donde se forman los diferentes tipos

• Expresión topográfica

PlieguesEstructuras formadas cuando

superficies planares son doblados o curvados. Si las superficies no están disponibles (estratificación, clivaje, inclusiones, etc) no se verán pliegues aun cuando la roca este deformada.

Ocurren en todas las escalas, desde microscópicas hasta del orden kilométrico.

Se forman in todos los ambientes de deformación, desde los que están próximos a la superficie (frágil) hasta los mas bajos en la corteza (dúctil) y se forman por cizalla simple y pura.

Pueden ocurrir en forma individual o en secuencia

Importancia de los pliegues

• En trampas del petróleo.• Facilitan la concentración de

minerales valiosos que se pueden localizar en la charnela del pliegue

• Trampa asociada a un anticlinal: secuencia plegada con un estrato impermeable sobre un estrato permeable

Escalas

Presentes en todas las escalas

• Microscópica (requiere que se le vea con lupa)

• Mesoscópica (a la escala del afloramiento)

• Macroscópica (escala regional)

Ley de Pumpelle: estructuras a pequeña escala reflejan generalmente estructuras a gran escala.

Elementos geométricos de los pliegues

Elementos geométricos de los pliegues

• Cresta, flancos, charnelas, ejes, planos axiales, superficie axial, plunge (cabeceo), amplitud (wavelenght), punto de inflexión, vergencia.

Pliegues se clasifican según

• Orientación de elementos geométricos claves: plano axial, eje

• Configuración (Angulo entre flancos)• Forma• Dimensión• Simetría respecto al plano axial• Continuidad de espesor de nivel guía

Pliegue cilíndrico(Eje es recto)

Pliegue NO cilíndrico(Eje es curvo)

Un pliegue que tenga una charnela (Hinge line) recta se llaman Cilíndricos. el pliegue puede generarse moviendo el eje en forma paralela a si mismo

Un pliegue donde la charnela (Hinge line) formando curvas es un pliegue No-Cilíndrico.Con frecuencia pliegues en la naturaleza se tratan como cilíndricos dividiendo los pliegues en segmentos menores que contengan charnelas rectas

Orientación de elementos geométricos: el eje

Orientación de elementos geométricos: el eje

Orientación de elementos geométricos: Plano Axial

Orientación de elementos geométricos: Plano Axial

Sense of overturning

Sinclinal de Bernera (Pirineos). Viendo la fotografía, parece ser un pliegue acostado (también llamado recumbente), con el plano axial horizontal, y cuya convexidad es hacia la derecha (hacia el este); dicho de otra forma, el pliegue se abre hacia la izquierda de la fotografía (hacia el oeste) . O eso es, al menos, lo que parece. Un estudio del mapa geológico permite darnos cuenta de nuestro error. ¡No todo es tan sencillo como aparenta! Pero comencemos por el principio…

Orientación de elementos geométricos: combinando orientación del plano axial y eje (hinge line)

Forma

Antiforme SinformeEl pliegue es convexo

hacia arriba

El pliegue es cóncavo

hacia arriba

Si Estratigrafia conocida Anticlinal Sinclinal

los estratos son más

antiguos cuanto más

hacia el núcleo.

los estratos son más

jóvenes cuanto más

hacia el núcleo

Anticlinorio Sinclinorio

Los anticlinorios y sinclinorios son pliegues a

gran escala que incluyen a su vez otros

pliegues menores.

Homoclinas vs monoclinal

Monoclinal: pliegue con un solo flancolinearEstratos buzan en una direccion entre estratos horizontales a ambos lados

Orientacion de elementos geométricos: ángulo entre flancos (que tan amplio o cerrado es un pliegue)

Angulo entre flancos Nombre

180°-120 ° Suave120° -70 ° Abierto70 ° -30 ° Cerrado

0 ° Isoclinal

Suave

Abierto

IsoclinalFlancos paralelos

Cerrado Estrecho

Abierto Cerrado Isoclinal

Mirando continuidad de espesor estratos: Pliegues Paralelos y Similares

Pliegues Paralelos o Espesor del estrato se mantienen constante

Pliegues SimilaresEspesor varia

Pliegue Concentrico

Pliegues similares:

Muestran algún grado de adelgazamientode los flancos y engrosamientode la charnela.

Mirando continuidad de espesor estratos: Pliegues Similar

DEFORMED LIMBS

DEFORMED HINGE

Tension fractures, veins…

Keystone grabens are classic expressions of stretching on the outer arc of a folded layer

Lecture 12 – Folds and Folding Geology 4501

Clasificación de pliegues: forma en Sección transversal

“Dip isogonas”: conectan puntos de igual inclinación (dip) de la superficie superior e inferior de un pliegue

- Clase 1: dip isogonas convergentes- Clase 2: dip isogonas paralelas- Clase 3: dip isogonas divergentes

dip isogons

Variedades pliegues según las “Dip Isogonas” (conectan puntos dentro de estratos con igual inclinación)

Class 3

“Dip isogonas” conectan puntos de igual inclinación (dip) de la superficie superior e inferior de un pliegue- Clase 1: dip isogonas convergentes- Clase 2: dip isogonas paralelas- Clase 3: dip isogonas divergentes

Mirando geometria general y

estratigrafia• Anticlinal: Pliegues cóncavos con las rocas mas antiguas hacia el centro.

• Synclinal: Pliegues cóncavos con las rocas mas jovenes hacia el centro .

• Antiformes: Pliegues en forma de anticlinal, pero las rocas hacia el centro de la estructura no son las mas antiguas o no se conoce su edad.

• Sinformes: Pliegues en forma de sinclinal pero las rocas hacia el centro de la estructura no son las mas jóvenes o no se conoce su edad.

• Domo: Los estratos están inclinados en todas las direcciones en forma circular .

• Cuenca: Los estratos están inclinados hacia la parte interna de la estructura en forma circular.

• Sinclinal Antiforme : Forma de anticlinal pero con las rocas mas jóvenes hacia el centro de la estructura.

• Anticlinal Sinforme: Forma de sinclinal pero con las rocas mas antiguas hacia el centro de la estructurar.

• Homoclinal: Rocas que tienen una inclinación uniforme en una dirección

• Monoclinal : En un homoclinal cambio de inclinación en parte de la sección

• Pliegues recumbentes: Plano axial horizontal.

• Pliegues isoclinales: pliegues cerrados en los que el plano axial y los flancos son paralelos

• Kink: Pliegue con flancos rectos y charnelas agudas

• Chevron: de la familia de los Kink en que los dos flancos tienen la misma longitud

• Caja (Box): Pliegue en el que, visto en sección, su area de charnela es rectangular

• Pigmatitico: en rocas graníticas dentro de migmatitas o neises, tiene una apariencia de pliegue disarmonico

• Napa: unidad de roca alóctona que se ha movido predominantemente en forma horizontal por medio de fallas de cabalgamiento, plegamiento recumbente o gravedad (gravity sliding)

• Armonicos: pliegues que se repiten y en los que todas las capas se plieguen de igual forma o manera

• Disarmonicos: Pliegues se repiten pero cambia su forma y amplitud

Otros tipos

To distinguish between the different type of folds Fig. 14.13 (after Fleuty 1964) is used.

Domos and Cuencas

Domos

Pliegues tipo kink:Generalmente pequeños ( < 1 m a microscópico en escala) con flancos rectos y charnelas angulares,Típicamente ocurren en rocas laminadas como shalesFormados por desplazamiento entre laminas

kinks

Pliegues tipo caja (box old):Tienen dos charnelasForma de caja(No necesariamente relacionados con pliegues tipo Kink

Ejemplo de monoclinal

Pliegue isoclinal con formacion de nage en los flancos

Reverse fault Detachment

Napa!!

Pegmatiticos

Disharmonicos

Un pliegue presenta las siguientes características.

Además se define el cabeceo (o inmersión), como el ángulo

que forma el eje del pliegue con la horizontal.

Pliegue con cabeceo (plunge)

Nose of anticline points direction of plunge, syncline nose in opposite direction

UpEnd

Pliegues con cabeceo: Los Apalaches

Source: GEOPIC©, Earth Satellite Corporation

Vergencia

• Vergencia de un pliegue aplica sólo a los pliegues que tienen un flanco con una inclinación mas pronunciada y una longitud mas corta que la otra (pliegue asimétrico).

• En pliegues simétricos vergencia no es una propiedad. Sin embargo, pequeños pliegues en los flancos de un pliegue simétrico pueden mostrar vergencia.

• Estudiar la vergencia es útil para determinar la dirección de transporte tectónico de todas las estructuras de un área.

Reverse fault Detachment

Fault-bend fold geometry

“Ordenes de plegamiento”Los pliegues mayores en una

área dada son llamados frecuentemente pliegues de primer orden, a los pliegues mas pequeños en los flancos se les llama pliegues de segundo orden.

El estudio de los pliegues menores es importante porque pueden ayudar a entender la geometría de los pliegues mayores que de otra forma no seria clara.

Observando la forma y su localización dentro

estructura: tipos “S”, “Z” y “M”

Pliegues parásitos o pliegues a escala menor en los flancos de pliegues de tamaño regional.

Se pueden utilizar para determinar la geometría del pliegue mayor en la medida en que los menores tienen rotación tipo Z en un flanco y tipo S en el otro.

Los pliegues tipo M se encuentran generalmente en la charnela del pliegue

Mentalmente podemos completar el resto del pliegue.

No sabremos sin embargo que tan grande el es pliegue, solo sabremos que tipo es (anticlinal o sinclinal

Pliegues plegados

from: http://ic.ucsc.edu/~casey/eart150/Lectures/Folds/IntroFoldspics.html

Replegamiento en los Apalaches

from: http://ic.ucsc.edu/~casey/eart150/Lectures/Folds/IntroFoldspics.html