7.7: Estructuras geológicas

INTRODUCCIÓN

Las estructuras geológicas como fallas y pliegues son la arquitectura de la corteza terrestre. Las estructuras geológicas influyen en la forma del paisaje, determinan el grado de peligro de deslizamiento de tierra, traen rocas viejas a la superficie, entierran rocas jóvenes, atrapan petróleo y gas natural, se desplazan durante los sismos y canalizan fluidos que crean depósitos económicos de metales como el oro y la plata.

Los pliegues, fallas y otras estructuras geológicas acomodan grandes fuerzas como el estrés de las placas tectónicas que se empujan entre sí, y fuerzas más pequeñas como la tensión de la gravedad que tira de una ladera empinada. Una comprensión de las estructuras que dan forma a la corteza terrestre puede ayudarte a ver cuándo y dónde fue sometida la corteza a empujar o tirar, acreción de terreno o desgarro de la corteza.

COMPORTAMIENTO FÍSICO DE LAS ROCAS: ESTRÉS Y ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS

Antes de explorar las estructuras geológicas, debemos observar cómo las rocas responden a las fuerzas que crean las estructuras. El estrés se refiere a las fuerzas físicas que provocan la deformación de las rocas. Existen tres tipos básicos de estrés que deforman las rocas:

• compresión (empujando juntos)
• tensión (separando)
• cizalla (torsión o rotación)

En respuesta al estrés, las rocas sufrirán alguna forma de flexión o rotura, o ambas. La flexión o rotura de la roca se llama deformación o deformación.

Si las rocas tienden a romperse, se dice que son quebradizas. Si una roca se rompe, se dice que sufre un comportamiento quebradizo. Si las rocas tienden a doblarse sin romperse, se dice que son dúctiles. Si una roca se dobla pero es capaz de volver a su posición original cuando se libera la tensión, se dice que sufre un comportamiento elástico. Si una roca se dobla y permanece doblada después de que se libera la tensión, se dice que sufre un comportamiento plástico.

Una combinación de comportamiento elástico y quebradizo provoca sismos. Las rocas se doblan de manera elástica hasta llegar a su límite, luego se rompen de manera quebradiza. Las rocas a ambos lados de una rotura actúan como bandas de goma y vuelven a su forma original. El chasquido es un terremoto. La ruptura a lo largo de la cual las rocas se deslizan de nuevo a su forma original es una falla.

Los sismos y fallas ocurren en la corteza poco profunda, donde las rocas son relativamente frías y por lo tanto quebradizas. En la corteza profunda y en el manto terrestre, las rocas son muy calientes y están sujetas a una alta presión causada por el peso de la roca suprayacente. El calor y la presión hacen que las rocas profundas de la corteza y el manto sean dúctiles. De hecho, las rocas profundas en la corteza continental y el manto superior pueden ser tan calientes y suaves que se comportan casi como un líquido de movimiento lento, a pesar de que en realidad son sólidas. Ellos “fluyen” o se doblan de manera plástica, a un ritmo geológico.

Ahora veamos los tipos específicos de estructuras geológicas, las roturas y curvas que deforman la roca en respuesta al estrés.

PLIEGUES

Las rocas dúctiles se comportan plásticamente y se pliegan en respuesta al estrés. Incluso en la corteza poco profunda donde las rocas son frías y relativamente quebradizas, el plegado puede ocurrir si la tensión es lenta y constante y le da a la roca tiempo suficiente para doblarse gradualmente. Si el estrés se aplica demasiado rápido, las rocas en la corteza poco profunda se comportarán como sólidos quebradizos y se romperán. Más profundo en la corteza, donde las rocas son más dúctiles, el plegado ocurre más fácilmente, incluso cuando la tensión y la tensión ocurren rápidamente.

Anticlinas y Sinclinas

Los tipos más básicos de pliegues son anticlinos y sinclinos. Imagínese una alfombra, cuyos lados han sido empujados uno hacia el otro formando crestas y valles — las crestas son pliegues “arriba” y los valles son pliegues “hacia abajo”. En cuanto a las estructuras geológicas, los pliegues hacia arriba se llaman anticlinos y los pliegues descendentes se llaman sinclinos.

En los diagramas de bloques como los que se muestran a continuación, la parte superior del bloque es la superficie horizontal de la tierra, la vista de mapa. Los otros dos lados visibles de la caja son secciones transversales, cortes verticales a través de la corteza. Las capas coloreadas representan formaciones geológicas estratificadas que originalmente eran horizontales, como lechos sedimentarios o flujos de lava. Utilice los diagramas de bloques para visualizar las formas tridimensionales de las estructuras geológicas. Tenga en cuenta que la erosión ha despojado las partes superiores de estas estructuras para que la vista de mapa revele el interior de estas estructuras.

En la vista de mapa, aparece un anticlino como lechos paralelos del mismo tipo de roca que se alejan del centro del pliegue. En un anticlino, las camas más antiguas, las que originalmente estaban debajo de las otras camas, están en el centro, a lo largo del eje del pliegue. El eje es una línea imaginaria que marca el centro del pliegue en el mapa.

En la vista de mapa, una sinclina aparece como un conjunto de lechos paralelos que se sumergen hacia el centro. En una sinclina las camas más jóvenes, las que originalmente estaban encima del resto de las camas, están en el centro, a lo largo del eje del pliegue.

Se forman anticlinos y sinclinos en secciones de la corteza que están en compresión, lugares donde la corteza se está uniendo.

Anticlinos y sinclinos hundidos

Un anticlinal hundido o un sinclino hundido es aquel que tiene su eje inclinado desde la horizontal para que el pliegue se hunda en la tierra a lo largo de su longitud. La dirección de inmersión es la dirección en la que el eje del pliegue se inclina hacia abajo en la tierra.

En la vista de mapa, un anticlinal hundido crea un patrón en forma de U o en forma de V que apunta, o se cierra, en la dirección de la caída. Una sección transversal en ángulo recto con el eje de un anticlinal hundido se ve igual que un anticlinal.

En la vista de mapa, una sinclina hundida crea un patrón en forma de U o en forma de V que se abre en la dirección de la caída.

Cuencas y Cúpulas

Una cuenca es una depresión similar a un bol en los estratos (capas de roca). Una cuenca es similar a una sinclina, pero en lugar de un eje tiene un solo punto en el centro. Todos los estratos se hunden hacia el punto central y la roca más joven está en el centro. En la vista de mapa, los estratos forman círculos concéntricos —un patrón de ojo de buey— alrededor del punto central.

Una cúpula es una protuberancia en estratos. Una cúpula es similar a un anticlinal, pero en lugar de un eje tiene un solo punto en el centro. Todos los estratos se sumergen lejos del punto central y la roca más antigua está en el centro. En la vista de mapa, los estratos forman círculos concéntricos —un patrón de ojo de buey— alrededor del punto central.

FALLAS

Una falla es una superficie plana dentro de la tierra, a lo largo de la cual las rocas se han roto y deslizado. Las fallas son causadas por la tensión elástica que culmina en falla quebradiza. Las rocas a ambos lados de una falla se han desplazado en direcciones opuestas, llamadas direcciones de desplazamiento. Si una falla no es vertical, hay rocas por encima de la falla y rocas debajo de la falla.

A las rocas por encima de una falla se les llama pared colgante.

Las rocas debajo de una falla se llaman el espacio para los pies.

Fallas normales y de desprendimiento

En una falla normal, la pared colgante se ha movido hacia abajo en relación con el espacio para los pies.

Una falla de desprendimiento es un tipo particular de falla normal que generalmente cae en un ángulo bajo. Separa rocas que estaban profundas en la corteza y dúctiles (granito y gneis) de rocas de la corteza superior (sedimentarias o volcánicas) que eran quebradizas. Las fallas de desprendimiento ocurren a lo largo de los límites de los complejos centrales metamórficos (ver más abajo).

Se forman fallas normales y de desprendimiento en secciones de la corteza que están sufriendo tensión, lugares donde se está estirando la corteza. Un límite de placa divergente es una zona de grandes fallas normales. Las fallas normales también ocurren en otras zonas de tensión cortical, como en la región paisajística de Cuenca y Cordillera del oeste de Estados Unidos.

Fallos inversos y de empuje

En una falla inversa o de empuje, la pared colgante se ha movido hacia arriba en relación con el espacio para los pies. La diferencia entre una falla inversa y una falla de empuje es que una falla inversa tiene una caída más pronunciada, más de 30°.

Se forman fallas inversas y de empuje en secciones de la corteza que están siendo sometidas a compresión. Un límite de placa convergente es una zona de fallas principales inversas y de empuje. De hecho, las zonas de subducción a veces se denominan fallas de mega-empuje. Las fallas de retroceso y empuje también ocurren en otros entornos donde la corteza se está comprimiendo, como las Cordilleras Transversales, justo al norte de Los Ángeles.

Fallos de Strike-Slip

Las fallas de deslizamiento son fallas empinadas o verticales a lo largo de las cuales las rocas de ambos lados se han movido horizontalmente en direcciones opuestas. Un límite de placa de transformación es una zona de grandes fallas de golpeo-deslizamiento. La falla de San Andrés es un ejemplo de una falla importante de huelga-deslizamiento en un límite de transformación. Las fallas de golpeo y deslizamiento también ocurren en otros entornos.

PREGUNTAS DE REFLEXIÓN

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