2.10: Lab 10 - Correas Dobladas y Empujadas

Introducción

Las Estribaciones, Cordilleras Frontales y Cordilleras Principales de la Cordillera Canadiense son una de las bandas plegadas y de empuje mejor descritas en el mundo, en las que los estratos sedimentarios se han acortado en cientos de kilómetros, permaneciendo a baja temperatura y mostrando, como máximo, metamorfismo de bajo grado. Otros ejemplos de cinturones de plegado y empuje incluyen el Valle de los Apalaches y la provincia de Ridge, el este de Estados Unidos, las montañas del Jura en los Alpes suizos y la zona de empuje de Moine en el noroeste de Escocia. Muchos de estos cinturones contienen depósitos sustanciales de petróleo y gas natural en trampas estructurales y, por lo tanto, se ha realizado un esfuerzo considerable para comprender su geometría y cinemática.

Debido a las temperaturas relativamente bajas a las que se deformaron las rocas, existen fuertes contrastes entre litologías competentes (típicamente calizas y areniscas) y litologías incompetentes (típicamente lutitas y evaporitas). Como resultado, las fallas tienden a seguir trayectorias rampa-planas a través de la estratigrafía, y la mayoría de los pliegues están relacionados con variaciones en el deslizamiento o caída de fallas (o ambas). Además, las litologías competentes tienden a traducirse grandes distancias sin grandes cantidades de distorsión interna, excepto en las bisagras de los pliegues. Por lo tanto, las correas de plegado y empuje suelen mostrar capas que mantienen sus espesores originales; los pliegues de este estilo se denominan pliegues paralelos (Fig. 1). Estas propiedades son útiles en la construcción de secciones transversales, especialmente en áreas donde la gran cantidad de fallas y pliegues dificultan el contorneado de estructuras convencionales.

Figura 1. Diagramas que ilustran las características idealizadas de algunos estilos de plegado comunes.

Técnicas para pliegues en perfil

En la primera parte de este laboratorio, explorará dos técnicas para construir secciones transversales a través de pliegues subhorizontales que son útiles en trabajos preliminares sobre pliegues relacionados con el empuje.

Los pliegues paralelos también se denominan a veces pliegues concéntricos, porque los arcos curvos son paralelos, y están centrados en centros comunes. Cuando una pila de capas exhibe esta geometría especial, es posible hacer predicciones de la continuación de estructuras a profundidad que ayudan con la construcción de la sección transversal. Utilizaremos la construcción Busk o Arc para reconstruir los pliegues. Esta construcción supone que los pliegues son cilíndricos y horizontales y las capas tienen geometría concéntrica. Los primeros pasos de esta técnica se ilustran en las Figuras 2 y 3. También hay un tutorial útil en la web mundial en el sitio web de Steven Dutch (Universidad de Wisconsin):

• Método de arco: Stevedutch.net/Structge/SL161ArcMethod.htm

Figura 2. Construcción Busk, paso 1.

Figura 3. Construcción Busk, paso 2.

En algunas correas de plegado y empuje, se ha demostrado que en lugar de exhibir arcos lisos como los postulados en la construcción Busk, los pliegues muestran extremidades rectas y bisagras angulares, como pliegues doblados. Esta observación conduce a la construcción de torceduras, en la que se supone que los pliegues tienen extremidades rectas y bisagras angulares. Debido a que los lechos tienen el mismo grosor en extremidades opuestas de cada pliegue, las superficies axiales bisecan exactamente los ángulos entre miembros. En la construcción de pliegue, las bisagras de plegado redondeadas se aproximan mediante múltiples pliegues angulares. Aunque los pliegues de torcedura se apartan de la geometría paralela en las bisagras, estas regiones de bisagra son muy estrechas; como resultado, a veces las construcciones kink y Busk dan resultados bastante similares. Los primeros pasos en la construcción se ilustran en las figuras 4 y 5. También hay un tutorial útil en la web mundial en el sitio web de Steven Dutch (Universidad de Wisconsin). Tenga en cuenta, sin embargo, que el tutorial hace diferentes suposiciones sobre las ubicaciones de las bisagras plegables, en comparación con el ejercicio en la asignación, donde las bisagras de plegado se encuentran explícitamente.

• Método Kink: stevedutch.net/... uctge/SL162KinkMethod.htm

Figura 5. Construcción Kink, paso 2.

Asignación

1. *Construcción Busk para pliegues paralelos en sección transversal de perfil

Se le proporciona una sección transversal a través de un área de pliegues cilíndricos horizontales, con información del subsuelo de un solo pozo. La escala es 1:10 ,000, sin exageración vertical. Las mediciones de inmersión se muestran a intervalos a nivel del suelo. Haga una sección transversal usando la construcción Busk o arco.

• • Para ejecutar la construcción Busk, dibuje una línea perpendicular a la inmersión en cada punto donde se midió la inmersión. (Use un transportador y el valor numérico de dip de la sección.) Estas líneas se llaman normales de inmersión. Dales letras A, B, C, etc.
  • Encuentre un lugar donde haya información estratigráfica ubicada entre dos normales de inmersión adyacentes, por ejemplo, entre A y B. Use una brújula con su punto colocado en la intersección de las normales de lecho para extender los límites estratigráficos hasta esas normales.
  • Continuar con el siguiente par de normales de inmersión, usando una brújula para extender los límites, hasta que se complete la sección. Puede suponer que los estratos más allá del extremo derecho de la sección se hunden a una constante 29°.
  • El pozo se extiende y se encuentra con la base del Yeso de Minas Salinas, que tiene 450 m de espesor. Agrega la base del Yeso a la sección transversal. Observe cómo la suposición de plegado paralelo se descompone a profundidad. (Puede que le resulte más fácil comenzar en ambos extremos de la sección, midiendo los 450 m de yeso perpendiculares a la cama en cada caso, y trabajando hacia la parte 'difícil' en el centro). ¿Por qué esperarías que el yeso se comportara de manera diferente?

Laboratorio 10. Pregunta 1. Busk Construcción

2. *Construcción torcedura para pliegues angulares en sección transversal de perfil

Se le proporciona una segunda sección transversal que muestra alguna información adicional en el área del ejercicio anterior. Un recorrido de reconocimiento ha demostrado que los dominios de inmersión están separados por pliegues angulares. Las bisagras de estos pliegues están marcadas con 'H' con un pequeño símbolo de x. El nuevo recorrido también detectó la presencia de Brooks Dolomite en ambos extremos del tramo.

• • En cada bisagra de pliegue, construya una traza axial que biseca las inmersiones de cama a cada lado. La forma más fácil de hacer esto es agregar las dos inmersiones, y dividir por 2; esto da el ángulo desde la vertical de la bisectriz. (Ten cuidado si las caídas están en direcciones opuestas; necesitarás contar una como negativa y la otra como positiva).
  • Luego dibuja los límites estratigráficos a cada lado de la traza axial; debe encontrar que el grosor de cada unidad no cambia a medida que cruza el pliegue. Completar la sección transversal como antes. Asegúrate de agregar la base del Yeso como antes.

Laboratorio 10. Pregunta 2. Construcción de torceduras

3. Sección transversal de correa de empuje

El mapa 1 representa un área con fallas y plegada en una correa de empuje. Usando las relaciones entre la forma del afloramiento y la topografía, los contornos de la estructura y las líneas de intersección de lecho de fallas (líneas de corte), su objetivo es determinar la estructura del área y construir una sección transversal precisa a lo largo de la línea marcada.

a) Examen preliminar del mapa

Mira el patrón de afloramiento. Tanto las unidades estratigráficas como las fallas generalmente tienen patrones sinuosos de afloramiento que siguen aproximadamente los contornos en partes del mapa, lo que sugiere que en estas áreas tanto las fallas como las unidades estratigráficas en su mayoría tienen suaves caídas. La repetición de unidades estratigráficas sugiere que una falla de inmersión ha provocado la repetición de la estratigrafía. Los patrones de fallas y afloramientos a ambos lados de los valles principales son imágenes especulares ásperas entre sí, lo que sugiere que los valles han sido erosionados a través de estructuras que ahora están expuestas en ambos lados del valle. Cualquier mapa de correa de empuje tiene muchas superficies. Identifica los principales límites estratigráficos y fallas con colores como lo has hecho en mapas anteriores. Use rojo para fallas, azules, verdes y marrones para superficies estratigráficas.

b) Líneas de corte

Un primer paso útil es identificar puntos de corte, donde las fallas se cruzan con unidades estratigráficas, y conectarlas, cuando sea posible, para trazar líneas de corte. Recuerde que por cada superficie cortada por una falla, habrá una línea de corte de pared colgante y una línea de corte de piso. Se puede notar que los puntos de corte correspondientes tienen elevaciones similares a cada lado de los valles principales. Esto sugiere que las líneas de corte son casi horizontales. Dibuja posibles líneas de corte en el mapa.

c) Contornos de estructura

Ahora intenta dibujar contornos de estructura en las superficies de inmersión. Tenga en cuenta que, debido a que estamos en una correa de empuje, esas superficies pueden repetirse, por lo que es posible que tenga más de un conjunto de contornos en la misma superficie.

Trate de usar el número mínimo de líneas para construir la sección transversal; sin embargo, si su mapa se vuelve abarrotado y difícil de entender, es posible que desee usar papel de calco para algunos de los conjuntos de curvas de nivel. Asegúrese de registrar la posición de las esquinas del mapa base en su papel de calco para que pueda localizarlo fácilmente, pero no intente rastrear todos los detalles del mapa en su papel de calco.

d) Sección transversal

Proyecte todas estas líneas en la sección transversal y complete la hipótesis más razonable que pueda para la estructura general en la sección transversal. Excepto cuando tenga evidencia directa de lo contrario, asuma una geometría en la que las capas mantengan un grosor constante (ya sea una geometría 'Busk' o una 'kink' servirá, o un compromiso a mano alzada entre las dos. Tus capas no deben cambiar visiblemente el grosor a través de la sección.)

Laboratorio 10. Mapa 1. Correa de plegado y empuje (versión revisada)