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Índice
- Tectónica 2014-
- Tema 1: Introducción
- Tema 2: Organización de una Cadena Orogénica:
- Tema 3: Modelos de deformación orogénica
- Tema 4: Estructuras a gran escala
- Tema 5: Tectónica de zócalo y cobertera
- Tema 6: Tectónica epidérmica (thin skined)
- Tema 7: Tectónica extensional
- Tema 8: tectónica de inversión
- Tema 9: Tectónica de salto en dirección.....................................................................................
- Tema 10: Tectónica de placas
- 10.1historia de la tectónica de placas.....................................................................................
- 10.2cinematica de las placas...................................................................................................
Introducción
Tema 1: Introducción
Tectónica/Geotectónica:: la ciencia de la estructura de la estructura de la tierra y los movimientos y fuerzas que la han producido. Recurre al encuadre estructural de un área en concreto.
Parte de la geología que estudia la evolución, origen y relaciones entre las deformaciones y estructuras de la superficie terrestre (A gran escala).
Está ligada a la geología estructural, aunque se diferencian en la escala
-Tectónica: estructuras a gran escala
Geología estructural: estructuras a escala pequeña.
Comienzan con la observación de estructuras de escala “afloramiento”, donde cada vez aumenta el campo visual (menor detalle y precisión) para dar lugar a la tectónica (Aunque la tectónica no siempre recurre a la G. Estructural). Aunque el mayor problema es la visión incompleta de los procesos.
Para saber el comportamiento de las rocas, se desarrollan modelos de laboratorio: numéricos y prácticos. Los modelos se organizan gracias a la geodinámica, donde se controla la modelización partiendo de modelos tectónicos que se pueden combinar: Geométricos: cortes a lo largo de una línea de trazado, realizados sobre un mapa cartográfico = modelización de la realidad. Cinemáticos: modelo de Tectónica de Placas (fuerzas que lo dirigen). Mecánicos: explican la producción de procesos por ejemplo en la tectónica de placas las corrientes de convección del manto.
Problemas:
Imposibilidad de aplicar tiempo geológico, factores actuales y pasados (≈ o ≠), reología, P, T, intensidad…
Los modelos no son la realidad; simplifican la realidad.
Organización de una Cadena Orogénica
Tema 2: Organización de una Cadena
Orogénica:
Orogenia: Deformación importante de cuerpos rocosos sólidos de una zona determinada y durante un intervalo de tiempo dado. Suele dar lugar a una cadena orogénica. Este término se empezó a utilizar en el siglo 19 asociado a la deformación de las rocas debido a la formación de una montaña.
Orógeno/cordillera/cadena: lugar donde se produce la orogenia.
Tiene 2 partes, que se producen a la vez: Orogenia primaria o internides: deformación intensa, metamorfismo y introducción de granitoides. Orogenia secundaria o externides: deformación intensa de las rocas de cobertera (parte superior, más externa). Poseen diversas fases de deformación y no existe metamorfismo destacable.
El ascenso es postorogénico
Principales orogenias:
Orogenias identificadas en un espacio y tiempo determinado:
- Orogenia Alpina: (Jurásico - Act.) rocas desde 110-30 Ma. En EEUU se denomina Sevier & Laramide – ejemplo: Montañas rocosas.
- Orogenia Hercínica o Varisca: (Devónico - Carbonífero) rocas de hace 300 Ma. En EEUU se denomina orogenia Appalachiana.
- Orogenia Caledonico: (Ordovícico
- Orogenia Pan-Africana: (Límite Precámbrico- Cámbrico) Rocas hace 650-530 Ma.
- Orogenia Grenville: (Proterozoico) Rocas de hace 1300 – 1000 Ma.
Tectónica 2014-
Posterior a cada orogénesis, se da un levantamiento tectónico por aumento de la Temperatura. La densidad de las rocas se reduce y se produce un ascenso de las rocas metamórficas.
Ciclo orogénico: intervalo de tiempo geológico afectado por procesos orogénicos, que abarca desde el inicio del movimiento orogénico hasta que este se estabiliza. Posee 3 fases: preorogénico, orogénico y postorogénico.
La fase orogénica se caracteriza por un clímax de movilidad y procesos discontinuos de alternancia de deformación intensa – débil, mediante “pulsos” por movilización y deformación de la corteza y existe Las cordilleras son de gran longitud, que concentran una deformación importante de actividad térmica y/o extrema deformación mecánica. Pueden ser lineales o curvadas.
Origen de los orógenos
Movimiento lento de las placas tectónicas, formadas por litosfera. Está asociado a márgenes de placas o cercano a ellas. También pueden darse en deformaciones intraplaca pero son menos comunes.
Litosfera: zona terrestre donde los materiales se comportan de manera rígida y elástica frente a la deformación. Se encuentra fragmentada (placas tectónicas) y está formada por corteza continental y corteza oceánica. Capa de baja velocidad: parte superior de la astenosfera, formada por materiales fundidos que permite la movilidad de la litosfera. Astenosfera: parte superior del manto que se comporta de forma plástica. Materiales Plásticos + capa de baja velocidad
Tectónica 2014-
Núcleo cristalino: núcleo del orógeno que cabalga sobre el cinturón de pliegues y cabalgamientos. Se trata de rocas .alta deformación y estructura compleja esta formado por rocas metamórficas de alto grado. Características:
- Mantos de grandes dimensiones
- Zonas miloníticas
Pliegues isoclinales recumbentes (con esquistosidad) Cinturones ofiolíticos:(zonas de rocas máficas y ultramaficas (alóctono) deformadas. Desde peridotitas-> gabros-> diques-> pillos lavas (+superficie)) exclusivos de cabalgamientos, con estructura 3D compleja y con foliación y lineación. Conjunto de materiales de geometría circular, irregular y generado por un flujo desordenado. Zonas de cinturones aparejados, formados por bandas metamórficas de alta P rodeadas por bandas metamorfismo de baja presión (UHP). Rocas plutónicas foliadas. Diferencia: Manto de corrimiento (desplazamiento del alóctono
5km) estructura de cabalgamiento (<5km). Manto implica tener rocas metamórficas por encima de las rocas sin deformar.
Si el moho es plano la topografía también lo es y viceversa, si la topografía es plana el moho también lo será.
Frente de esquistosidad:
En ingles Schistosity front. Es un lugar a partir del cual hay esquistosidad o la deja de haber
No tiene por qué ser planar, puede ser una superficie irregular. Separa los lugares en los que hay esquistosidad, y, normalmente, la esquistosidad se encuentra por debajo del frente de esquistosidad
Niveles estructurales:
Organización de una Cadena Orogénica
Existen tres niveles estructurales según el comportamiento de los materiales frente a la deformación.
Nivel estructural superior: Comportamiento frágil. Cizallamiento. Fracturas Nivel estructural medio: Comportamiento frágil-dúctil. Pliegues paralelos fallas inversas Nivel estructural inferior: Comportamiento dúctil. La deformación se produce por flujo, no produce acortamiento. Esquistosidad tectónica(no hay neoformación)
Conclusiones:
La estructura de un cinturón orogénico une análisis a nivel de afloramiento y laboratorio con estudios a gran escala. Está relacionado con datos geofísicos es más fácil interpretar orógenos “nuevos” los modelos de los orógenos que se ven bien se aplican a los que no se ven bien.
Modelos de Deformación Orogénica
Variaciones Horizontales:
régimen extensional: o corresponde al eje Z vertical (máximo acortamiento en la horizontal) o mayoritariamente tiene fallas normales o existen pliegues solo si las rocas están plegadas previamente o estructuras de tipo horst y graven o ejemplos: o Basin & Range california o Fosa del Rhin Europa o Fosa del Roda o Modificación de la geometría de las fallas normales por el cambio de orientación del plano de falla o Modelo en forma de domino o librería (semigraven, nivel estructural superior)
Régimen extensional: o Corresponde al eje X vertical (máximo alargamiento en la vertical) o genera fallas inversas foliación semivertical y pliegues con el eje axial vertical o fácil de reconocer el desplazamiento Régimen de desgarre: o Corresponde al eje vertical Y (intermedio alargamiento) o fallas de salto en dirección, foliación vertical pocos pliegues con un eje con mucho buzamiento o áreas arqueadas, no lineales. o Alta transpresión y transtensión o genera cuencas pull apart (estructura graven) o ejemplos: o falla de San Andrés
Los cambios se producen por permutaciones en los ejes de deformación, cambia el eje de deformación
Vergencia (facing) para que exista tiene que haber deformación rotacional (cizalla pura)
Tectónica 2014-
Escala de vergencia :
Orogénica hacia un lado: Himalaya
Orogénica con simetría y vergencia doble: Pirineos
Orogénica con vergencia doble y asimétrica
Tectónica 2014-
Tema 4: Estructuras a gran escala
Gran escala: Son las que se representan a gran escala, reconocibles en mapas 1: o superiores. Son las estructuras estudiadas por la tectónica, por ejemplo Anticlinorios y Sinclinorio de Vizcaya
Las únicas estructuras que producen engrosamiento de la corteza continental son los cabalgamientos y mantos por que producen apilamiento de materiales. Es imposible generar cordilleras sin mantos (superposición a facies de fallas inversas).
Estructuras a Gran Escala
Ejemplo de mantos: gavarnie, valle con base gnéisica y al ascender repetición de materiales, pliegues kilométricos casi isoclinales.
Estructuras principales:
- grandes mantos con o sin estructura thrust (escalonada)
- estructuras controladas por gravedad, por cese de compresión y papel protagonista de la gravedad (desplome y estructuras determinadas
mantos por tectónica salina(halocinesis) mantos por diapirismo de gneises o granitos mantos gravitacionales por cese de compresión y acción principal de la gravedad (desplome y estructuras determinadas)
Mantos gravitacionales asociados a inestabilidad compresiva.
Centrados en zonas internas de los orógenos, se originan por compresión y se desarrollan por gravedad. Caracterizados por no tener de estructura basal una gran falla inversa, sino una normal. Tiene la misma geometría solo difiere en la cinética. Observar las estructuras de la zona distal y proximal para saber si es una falla extensional. Si lo es, en la zona frontal hay estructuras compresivas y en la distal extensionales.
Habitualmente al cesar los esfuerzos en zonas compresivas el orógeno colapsa debido al engrosamiento que hay durante la fase compresiva y que al acabar esta el orógeno tiende a caer si no hay algo que lo sustente.
En la zona interna del orógeno suele haber elevación de la temperatura (favorecido por el magmatismo) por lo que aumenta la ductilidad, favoreciendo el colapso.
Se da durante el ciclo postorogenico, puede afectar a cualquier litología.
Estructuras a Gran Escala
En cinturones orogénicos: colisión continental con otro continental ( no es estrictamente cordillera, es litosfera que subduce y otra que cabalga, como los Andes, en arcos de islas viejos( oeste del pacifico, en este caso pocos granitos)
Otras estructuras:
Rocas metamórficas e ígneas fuertemente deformadas mayoritariamente, no hay orógenos sin manto de cabalgamiento o cabalgamiento
Se producen múltiples estructuras de deformaciones
La zona del núcleo cabalga al cinturón de pliegues y cabalgamientos y este a su vez a la cuenca de antepaís.
Estructuras de deformación:
Interferencias de pliegues tipo 2 y 3 principalmente
sucesión de estructuras dentro del núcleo (habitualmente):
- generación de pliegues isoclinales recumbentes
- se repliega por pliegues con plano axial subvertical y más abiertos
- pliegues angulares kink o chevron o zonas de cizalla dúctil
los pliegues no pueden seguir muchos kilómetros, son relevados por otros pliegues. No se pueden correlacionar pliegues a grandes distancias.
La generación de pliegues es un problema para la interpretación. En algunas zonas la presencia de una única generación de pliegues no significa que este menos deformada que otra zona con interferencia de pliegues.
En una profundidad media la roca se deforma sin necesidad de quedarse solida y puede seguir deformándose en procesos posteriores. En zonas más externas, cada vez que hay un cambio de temperatura el plegamiento cesa y puede reactivarse, dando diferentes generaciones
Tectónica 2014-
Otras características de la zona interna:
además de la secuencia es importante comentar otros rasgos litológicos, mayoría de lo que encontraremos.
rocas sedimentarias y rocas de basamento rocas volcánicas, ígneas y sedimentos asociados(vulcanodetríticos) secuencias ofiolíticas metamorfizadas rocas de la base de la corteza continental y parte superior del manto (Paleo- Moho)
Mas estructuras:
Zona de sutura: soldadura entre dos placas continentales. Jalonada? Con zonas miloníticas, rocas ofiolíticas rocas con metamorfismo de alta presión [esquistos azules, eclogita (tiene granates, cuarzo anfíbol y piroxeno, todos de alta presión y con texturas especificas) granulitas (cuarzo de alta presión, distena granate)], metamórficas en los estudios geofísicos se observa que en el núcleo del orógeno, la corteza es mucho más densa, por lo que el moho desciende
si la cordillera es antigua, la topografía es erosionada y el moho vuelve a ser horizontal.
Baja corteza continental:
Granulitas: mucho más denso que el granito tiene bandas oscuras y claras (pliegues e vaina) irregulares. Pliegues de flujo. Densidad=2,9g/cm
Rocas del manto superiores
Peridotitas ultramaficas, mucho olivino. Bandeado, tectonitas Sl, el mayor afloramiento se encuentra en ronda Densidad=3,3g/cm
Resumen:
no hay orógeno sin manto, porque necesita engrosamiento en la vertical algunas estructuras de gran escala están controladas por la gravedad domos gnéisicos y diapirismo granítico zona interna pliegues a gran escala diferentes etapas además hay ciertas características: sutura, esquistosidad, trayectoria metamórfica... pliegues recumbentes isoclinales, plano axial más abierto y por ultimo kink o chevron y/o cizalla dúctil secuencia en zonas internas. Superposiciones más habituales 2 y 3
Tectónica 2014-
En el alpino europeo el nivel de despegue mayoritario es el Triásico (Keuper) en facies germánicas. Se encuentra en lugares como el jura, partes externas de las cordilleras béticas, la cordillera ibérica, la zona externa del sur de pirineos... también existen niveles menores con nivel de despegue en el Cretácico en el sistema central.
El zócalo no se encuentra deformado a gran escala solo fallas que generan cabalgamientos y deformación de la cobertera.
Es poco habitual en orogenias por la distribución de la deformación, siempre se necesita un gran nivel de despegue entre zócalo y cobertera que sea capaz de moverse y rellenar huecos.
El nivel de despegue no forma parte ni del nivel de zócalo ni del nivel de cobertera, es independiente capaz de variar su espesor, ir migrando y rellenar huecos por adaptación.
Principales zonas en la península:
Desde demanda hasta el golfo de valencia, sistema central, zona externa en el sur de las béticas
-caso de la cordillera ibérica: zócalo: paleozoico con rocas débilmente metamorfizadas y facies del triásico medio, el nivel de despegue es el keuper. Todo lo superior es la cobertera.
Otras características: en las pruebas de sísmica la llegada al zócalo está bien marcada por reflectores, de todas formas, pueden no aparecer si las evaporitas absorben la vibración.
Pliegues serpenteantes:
Charnelas onduladas en planta, en superficie se pueden confundir con interferencias de pliegues, pero no tienen ninguna conexión. Su distribución marca la zona del zócalo, su estructura. Debe haber una gran falla en el zócalo para obtener estos pliegues. El serpenteo está relacionado con la componente oblicua del movimiento de la falla de zócalo ya que también existe cierto desplazamiento en la dirección.
Tectónica de Zócalo y Cobertera
Caso del sistema central (origen alpino)
Desde el atlántico hasta la zona de Madrid. El zócalo está formado por materiales ígneos, metamórficos y sedimentarios del jurásico. El nivel de despegue va desde evaporitas (yesos) del Cretácico y la cobertera se compone de materiales desde el Cretácico al Mioceno.
Por lo general el zócalo tiene tonalidades más oscuras que la cobertera y ha sido deformado previamente. La cobertera es la primera vez que se deforma con pliegues muy pequeños que siguen activos.
Se ha hecho modelización analógica en esta zona ya que de esta forma se pueden colocar materiales análogos, o sea, con el mismo comportamiento.
El estilo de zócalo y cobertera es un proceso de deformación relativamente pequeño en comparación con otros estilos, aproximadamente el 20%. si este se aprieta mas y mas rápido se forman otros estilos tectónicos.
Otros ejemplos naturales:
Zagros:
Procesos de zócalo cobertera complejos. La presencia de las evaporitas del Keuper favorece la tectónica de zócalo y cobertera y el diapirismo (halocinesis) que perforan desde la zona de despegue. Los anticlinales de cobertera facilitan el diapirismo. Los diapiros de esta zona coinciden con las fallas principales y las evaporitas no se fallan. Existen trampas de petróleo asociadas al surco secundario (estructura de tortuga) y diapiros
Terremotos mayores a 5 grados están asociados a fallas, Los menores a procesos diapíricos, que dan una actividad importante. Halocinesis + orogenia= sismicidad importante.
Resumen:
deformación de cobertera generalmente dúctil sobre un nivel de despegue. Pliegues y fallas inversas. Las estructuras se adaptan y asocian a fracturas del zócalo. Si el zócalo se levanta la cobertera también lo hará, de esta manera el zócalo puede llegar a aflorar. habitualmente los niveles de despegue son evaporitas. En las cadenas alpinas de Europa, el nivel más común es el Keuper, aunque también existen niveles de despegue del Cretácico, en menor medida. Ejemplos naturales: jura, borde externo de las béticas, sistema central, cordillera ibérica, zonas del sur de los pirineos... tectónica salina relacionada con estilo epidérmico que complica la tectónica de zócalo cobertera como en los Zagros.
