UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO FACULTAD DE GEOGRAFÍA

LIC. GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RECURSOS HÍDRICOS

TEMA:

GEOLOGÍA ESTRUCTURAL

EDGAR ÁNGELES MORENO

ALUMNA: ELIZABETH ÁLVAREZ MORALES

4° SEMESTRE

15/ABRIL/2016

PLIEGUES Y PLEGAMIENTOS

PLIEGUES. NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN

Los pliegues son una manifestación del comportamiento dúctil de las rocas y probablemente

la más común. Estas estructuras se forman bajo diferentes condiciones de esfuerzo, presión

confinante, temperatura y velocidad de deformación, como lo atestigua su presencia en

rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.

Se ha establecido que al plegar una sola capa de un pliegue existen tres zonas sujetas a

diferentes estados de deformación:

1) Una zona de compresión en la parte interna del pliegue

2) Una zona de extensión en la parte externa del pliegue

3) Una zona neutral, donde no existe compresión ni tensión y que no está ubicada en

la parte media de la capa.

Pero los pliegues formados en rocas bajo condiciones naturales consisten siempre de

varias capas y no solo de una; además, todas las capas que forman un pliegue pueden

tener propiedades mecánicas diferentes y, por consiguiente, unas capas son más

competentes que otras, es decir, tienen una mayor viscosidad que otras.

Por otro lado, cuando se pliegan varias capas ocurre un proceso muy importante conocido

como “deslizamiento interestratal”, o sea aquel deslizamiento que se lleva a cabo entre capa

y capa, además de que el radio de la curvatura del pliegue va decreciendo hacia la parte

Ilustración 1: Zona de deformación en una capa plegada

interna del mismo. Según sean las características mecánicas de las rocas involucradas, en

la parte interna del pliegue se resolverá el problema de espacio por medio de plegamiento

secundario y fallamiento.

Sin embargo Handin ha demostrado que las capas

que van a ser plegadas deben estar adheridas a las

paredes del aparato que va a deformarlas. Bajo

estas circunstancias las capas se deslizaran en una

dirección opuesta al caso en el que se pudieran

mover libremente. A este sentido de deslizamiento

entre los estratos se les ha denominado

“desplazamiento interestratal anti-clástico”, aunque

es realmente el sentido correcto en la naturaleza.

En un pliegue existen varias líneas y planos que

son necesario conocer para determinar con

precisión tanto su forma como su ubicación en el

espacio.

TERMINOS FRECUENTES EN PLIEGUES

ANTIFORMA O UNA SINFORMA: Se defienen como aquellos pliegues en los que se

desconoce la secuencia estratigráfica de las rocas que los conforman, es decir, no se sabe

cuál es la edad de los estratos.

Cuando se conoce la secuencia estratigráfica de las rocas que constituyen a la estructura.

ANTICLINAL: Es un pliegue convexo hacia arriba, en la que los estratos más antiguos están

ubicados en la parte interna, o núcleo, y los más jóvenes se localizan en la parte externa

de la estructura.

Ilustración 2: Deslizamiento interestratal clástico (a) anti-clástico (b) en una secuencia de capas.

SINCLINAL: Es un pliegue cóncavo hacia arriba, en el que los estratos más jóvenes están

ubicados en la parte interna, o núcleo, y los más antiguos se localizan en la parte externa

de la estructura.

PLIEGUE SIMÉTRICO: Un pliegue es simétrico cuando su plano axial lo divide en dos

partes iguales, en el caso contrario se dice que el pliegue es ASIMÉTRICO.

La posición del plano axial puede ser vertical, horizontal o inclinada y está definida por su

rumbo e inclinación, en la misma forma en que lo ésta la posición de un estrato.

CHARNELA DE UN PLIEGUE: Es la línea de máxima curvatura de la superficie de estrato

EJE DE UN PLIEGUE: Es un elemento estructural geométrico lineal recto, que no posee

una posición fija en el espacio. Se define como una línea recta que cuando se mueve

paralela a sí misma, genera la forma de un pliegue.

LIMBOS O FLANCOS: Son los costados de un pliegue y se extienden desde el plano axial

de una cresta hasta el plano axial de un seno o valle. El flanco de un anticlinal será a su

vez el flanco de un sinclinal y viceversa.

CRESTA Y EL VALLE O SENO: Son líneas ubicadas en la parte más alta y más baja de la

estructura.

Ilustración 3: Nomenclatura de pliegues en los que se ignora la edad de las capas (izquierda) y en los que se conoce la edad de la secuencia estratigráfica

VERGENCIA: Se dice que un conjunto de pliegues asimétricos presenta una vergencia

cuando sus planos axiales están indicados en la misma dirección y han sido generados por

un par de fuerzas de sentido contrario que actúan en un mismo plano, pero no en un mismo

eje Cuando el giro relativo del par de fuerzas es en el sentido de las manecillas del reloj se

dice que la vergencia es DEXTRAL, cuando es en el sentido opuesto, se dice que la

vergencia es SINISTRAL.

DESCRIPCIÓN Y NOMENCLATURA DE LOS PLIEGUES

Para describir y clasificar cabalmente a un pliegue es necesario conocer los datos

siguientes:

Para definir lo apretado o lo abierto de un pliegue es necesario utilizar un elemento

descriptivo denominado “Angulo interlimbos”, la forma de las crestas o senos y de los

flancos de los pliegues.

Pliegues kink: Las crestas de un pliegue son muy angulares.

Ilustración 4: Nomenclatura de las partes de los pliegues.

Pliegues en Chevrón: Los limbos de un kink son de igual longitud, es decir

simétricos.

Kink: Los flancos de los pliegues son de diferente longitud o asimétricos.

Banda de link: Zona que agrupa los limbos más cortos.

Pliegue de caja: Pliegues con crestas angulares.

Pliegues angulares o pliegues cilíndricos: Pliegues con crestas redondeadas.

Ilustración 5: Clasificación de los pliegues con crestas angulares y flancos rectos.

PLIEGUES PARALELOS: Son aquellos en los que el

espesor de la capa es constante cuando esta es

medida normal a las capas.

PLIEGUES SIMILARES: Son aquellos en los que el

espesor de una o varias capas es constante, cuando

este es medido en dirección paralela al plano axial del

pliegue.

PLIEGUES ARMÓNICOS: Son aquellos en los cuales

las capas que los forman tienen la tendencia a repetir

la forma de las capas adyacentes. Este tipo de pliegue

puede ser similar o no por el contrario aquellos

pliegues que no tienen las características anteriores se

consideran pliegues disarmónicos.

PLIEGUES DISARMÓNICOS: Pliegues que no tienen las características de un pliegue

armónico.

Ilustración 7: La armonía en el plegamiento implica un cierto paralelismo en los estratos.

Ilustración 6: Clasificación de los pliegues según el espesor verdadero de sus capas cuando es medido en una dirección paralela al plano axial.

Durante el plegamiento de una secuencia de varias capas

de roca existen estructuras menores, estructuras

secundarias, que se forman de una manera subordinada al

proceso de deformación. Esto quiere decir que durante el

desarrollo de un pliegue ocurren deslizamientos

interestatales, fracturamiento y plegamiento secundario en

la parte interna de un pliegue, y también se podría esperar

que estos fenómenos deformacionales tengan como

consecuencia estructuras menores asociadas. Una de

estas estructuras que con más frecuencia se observa en

pliegues naturas son los pliegues de arrastre, también

conocidos como pliegues “S” y “Z”.

En algunos casos los pliegues de arrastre son de gran ayuda en Geología Estructural

porque permiten deducir el flanco de una estructura erosionada que está en posición normal

o invertida, usando su vergencia como criterio. Sin embargo es necesario considerar dos

criterios:

1.- Se debe observar el pliegue siempre desde el mismo lado

2.- Se debe recordar que el desplazamiento inrterestratar ocurre como deslizamiento anti

clástico

Ilustración 8: Utilidad de los pliegues de arrastre "s" y "z"

Otro tipo de estructura secundaria que es consecuencia del plegamiento es la esquistosidad

y algunas lineaciones de mineral. Este tipo de estructuras son de utilidad porque permiten

contar rápidamente con una idea sobre la geometría y el mecanismo de generación de

pliegue, generalmente la esquistosidad de un pliegue tiende a ser paralela con su plano

axial.

Otra estructura secundaria generalmente asociada con el plegamiento es el Boudinage.

La posición de las charnelas de un pliegue se define por medio de dos mediciones:

El rumbo de su proyección horizontal y su buzamiento.

La charnela de un pliegue es una línea que en la parte más alta de un anticlinal puede ser

horizontal, pero que si a las narices de la estructura tendrá un buzamiento.

Ilustración 9: Estructuras secundarias asociadas a pliegues.

MECANISO DE PLEGAMIENTO

Donath y Parker (1964) identificaron dos mecanismos fundamentales de plegamiento:

1. Plegamiento flexural

2. Plegamiento pasivo

PLEGAMIENTO FLEXURAL

En donde el plegamiento por deslizamiento flexural ocurre cuando existe una fuerte

influencia mecánica de las rocas de algunos estratos, de tal forma que el pliegue resultante

es inducido por el espesor y la litología de los estratos más competentes, ya que estos

participan activamente en el curvamiento y flexión del pliegue. Cuando la resistencia de los

estratos al acortamiento es sobrepasada y existe un horizonte lubricante, las capas

comienzan a deslizarse entre ellas y se inicia el arqueamiento en algunas, mientras que

otras permaneces inalteradas. El plegamiento por deslizamiento flexural acomoda el

arqueamiento a través del deslizamiento paralelo a lo largo de sus contactos. Las capas se

deslizan como las hojas de una revista cuando se enrolla. El plegamiento por deslizamiento

flexural amolda el curvamiento por medio del flujo paralelo a las capas, o cizalleo entre

estratos mecánicamente suaves, ubicados entre unidades más rígidas.

PLEGAMIENTO PASIVO

Es el mecanismo común cuando el contraste entre las resistencias mecánicas de una

secuencia estratificada de roca es bajo. Este ha sido considerado como un plegamiento

Ilustración 10: Pliegue por desprendimiento formado por deslizamiento flexural.

“falso”, porque las capas son parte de una forma plegada, pero sin que realmente hayan

sido plegadas. La estratificación realmente no participa en la flexión, por lo que se le califica

como pasiva.

En los pliegues producidos por este tipos de plegamiento es característica la presencia de

clivaje penetrativo es decir, una serie de discontinuidades planares secundarias, paralelas,

poco espaciadas, que cortan a las capas del pliegue en dirección paralela o subparalela a

la superficie axial del pliegue.

Por otro lado Davis y Reynolds (1996) utilizan una clasificación en la que han divido los

mecanismos de plegamiento en dos clases: libre y forzado

PLEGAMIENTO LIBRE

Están los pliegues por desprendimiento, este tipo de pliegues dependen de las

características mecánicas de las capas que son acortadas. Algunos de los mejores

ejemplos de plegamientos libres regionales están asociados a secuencias estratigráficas

que descansan sobre sal, o sobre lutitas, es decir sobre rocas más dúctiles que actúan

como lubricante, sobre la cual las capas se pliegan como un acordeón

PLEGAMIENTO FORZADO

Es un mecanismo en el que las características geométricas y la forma de las capas en los

pliegues, son obligadas a seguir una trayectoria paralela a la orientación y la forma de las

fallas a la que está asociado el plegamiento. Los pliegues resultantes de este mecanismo

también han sido llamados PLIEGUES RELACIONADOS CON FALLAS.

Las capas no son libres de plegarse en cualquier dirección, sino que se mueven en dirección

en la que ocurre el fallamiento. Dentro del mecanismo de pliegue forzado existen 3 tipos de

pliegues:

Por flexión de falla

Por propagación de falla

Por “trishear” o triangulo de cizalla

PLIEGUES POR FLEXIÓN DE FALLA:

Son característicos en las cadenas plegadas y cabalgadas. Se forman cuando las capas se

desplazan a lo largo de fallas inversas de cabalgadura, con plano y rampa. La geometría

es de forma escalonada de las cabalgaduras y por la magnitud de desplazamiento a lo largo

de estas.

PROPAGACIÓN DE FALLA:

Se forma cuando las rocas que se

encuentran delante de la punta de una falla

se van deformando a medida que el

deslizamiento de esta aumenta. A cada

incremento del deslizamiento de una falla,

los estratos del bloque del techo se mueven

a lo largo de un plano y de una rampa, pero

la punta de la rampa no se conecta con otro

plano superior por desprendimiento, por lo

que se genera un pliegue asimétrico,

recostado hacia la dirección en que las

rocas son transportadas.

Una diferencia importante con respecto al

plegamiento por flexión de falla es que en el

caso de los pliegues por propagación de

falla, el desplazamiento a lo largo de la

superficie de falla no es constante, es decir, es mayor en el inicio de la misma y va

disminuyendo en la dirección del movimiento de las rocas del bloque de techo, hasta

hacerse cero en la punta de falla. Es por esta razón que el limbo delantero del pliegue

desarrolla una mayor inclinación que el limbo trasero, porque convierte todo el acortamiento

Ilustración 11Evolucion progresiva de un pliegue por propagación de falla.

del bloque de techo en plegamiento. El modelo as simple de un pliegue por propagación de

falla considera que no hay cambio de espesor en los estratos durante la deformación.

PLEGAMIENTO POR TRIANGULO DE CIZALLA:

Este tipo de pliegues se define como aquellos relacionados con una falla inversa, en cuya

punta se forma una zona triangular, dentro de la cual ocurre cizalleo. Para poder explicar

este mecanismo es necesario imaginar dos bloques entre los cuales una falla inversa se va

propagando, en la cual existe una condición de conservación de volumen.

La conservación de volumen de roca

dentro del triángulo de cizalla es un

aspecto importante que solamente se

logra si se aplica una dirección de

movimiento tal que las partículas se

desplacen en una trayectoria curva a

medida que avanza el movimiento de

propagación de la falla.

También es importante hacer notar que

la dirección de un movimiento de los

vectores de velocidad en la zona de

triangulo de cizalla, varia de ser paralela al plano de falla cerca del bloque de techo, hacer

paralela a medida que se acerca al límite con el bloque de piso (La velocidad disminuye de

forma lineal, de arriba hacia abajo).

OTROS TIPOS DE PLIEGUES

Existen oros tipos especiales de pliegues originados por actividad tectónica y sedimentación

en regiones bajo expansión.

Ilustración 12: Geometría simplificada de plegamiento por triangulo de cizalla.

PLIEGUES ROLLOVER

Estos se forman por la acción

simultánea de movimientos

tectónicos y el depósito de

sedimentos. Estos pliegues

llegan a tener dimensiones

longitudinales de decenas de

kilómetros, así como relieves

estructurales de varios

kilómetros, por lo que son muy

atractivos para formar yacimientos de hidrocarburos.

INVERSION TECTÓNICA

La actividad tectónica y la sedimentación

contemporáneos son procesos comunes en la tierra, así

como también es frecuente que una región esté sujeta

durante un lapso de tiempo a un estado de esfuerzo de

compresión y posteriormente cambie este estado de

esfuerzo a una extensión. Bajo estas condiciones se

dice que ocurre inversión tectónica cuando fallas que

controlan una cuenca extensional invierten su

movimiento a una región compresional, formando

pliegues anticlinales con capas de distinto espesor.

Se dice que estos rasgos son positivos cuando ocurre

un levantamiento y negativos cuando ocurre una subsidencia, ambos referidos a un sistema

de fallas, este tipo de estructuras se le conoce como pliegues por inversión tectónica.

Ilustración 14: Pliegue por inversión tectónica

Ilustración 13Pliegues Rollover

DUDAS

¿No todos los pliegues están relacionados a fallas?