1_Clase_Tectonica_Fajas_Introduccion
Transcript of 1_Clase_Tectonica_Fajas_Introduccion
GEOLOGÍA ESTRUCTURALGEOLOGÍA ESTRUCTURAL
Ernesto CristalliniErnesto Cristallini
Laboratorio de Modelado GeológicoLaboratorio de Modelado Geológico
FCEyN, UBAFCEyN, UBA
ernestoernesto@@gl.fcen.uba.argl.fcen.uba.ar
http://aviris.gl.fcen.uba.ar/IGPUBA
http://fajasplegadas.googlepages.com
Password: FPC2005
Geología estructural y tectónica
Vamos a estudiar los procesos de deformación de las rocas que ocurren en nuestro planeta
Objetivos del curso
•Entender los fenómenos de deformación de la corteza terrestre
•Entender la formación de estructuras capaces de alojar hidrocarburos
•Estudiar distintos modelos geométricos que sirven para predecir configuraciones estructurales y zonas de daño estructural
•Técnicas aplicadas en la construcción de secciones balanceadas
Tectónica de Placas
LunaTierra
Marte
Nombre Distancia (103 km)
Radio (km)
Masa (kg)
Densidad (g/cm3)
Sol 0 695000 1.989e+30 1.410
Mercurio 57,910 2439.7 3.303e+23 5.42
Venus 108,200 6051.8 4.869e+24 5.25
Tierra 149,600 6378.14 5.976e+24 5.515
Luna 384.4 1737.4 7.349e+22 3.34
Marte 227,940 3397.2 6.421e+23 3.94
Júpiter 778,330 71492 1.9e+27 1.33
Saturno 1,429,400 60268 5.688e+26 0.69
Urano 2,870,990 25559 8.686e+25 1.29
Neptuno 4,504,300 24746 1.024e+26 1.64
Plutón 5,913,520 1160 1.29e+22 2.05
+ Luna
CRATERIZACIÓN
VULCANISMO
TECTÓNICA
Craterización
Tectónica de impacto
Cráter de la Barda Negra, Neuquén Cráter de Arizona, USA
Tectónica de impacto
LunaTierra
Marte
CRATERIZACIÓN
VULCANISMO
TECTÓNICA
Monte Olympus (Marte)
24 km de altura
500 km de diámetro
Volcán en escudo
Volcanes de la Tierra
CRATERIZACIÓN
VULCANISMO
TECTÓNICA
Marte
Valle Marineris
Límites entre placas
C orteza co ntinen ta l
C A LO R
..\..\Animaciones\Tectonica\tecall1_4.avi
Ciclo de Wilson
Sistema extensivo (rift)
Sistema compresivo (faja plegada y corrida)
Oldoinyo Lengai, an active volcano in the East
African Rift Zone
Resumen Ciclo de Wilson
Pausa 10’
SHAW, CONNORS & SUPPE - © AAPG - 2005
Deformación compresiva: Fajas Plegadas y Corridas
Escalas
•Faja plegada y corrida entera
•Sistemas de fallas y pliegues
•Estructuras particulares (pliegues relacionados a fallas)
Fajas Plegadas y Corridas
margen pasivo
margen activo
Margen activo
Margen pasivo
Se desarrollan las fajas plegadas y corridas más comunes y más importantes. Se vinculan a esfuerzos tangenciales.
No son muy comunes ni importantes las fajas plegadas y corridas. Se vinculan a acomodación por gravedad.
Fajas plegadas y corridas gravitacionales (márgenes pasivos)
Rowan et al., 2004
Combinación de traslación y distorsión
Distorsión
Traslación sobre un despegue
Fajas plegadas y corridas gravitacionales (márgenes pasivos)
tomado de Rowan et al., 2004
Costa de Brasil
Golfo de México
Fajas plegadas y corridas gravitacionales (márgenes pasivos)
Rowan et al., 2004
Evolución de un modelo análogo
Margen activo
Margen pasivo
Se desarrollan las fajas plegadas y corridas más comunes y más importantes. Se vinculan a esfuerzos tangenciales.
No son muy comunes ni importantes las fajas plegadas y corridas. Se vinculan a acomodación por gravedad.
Fajas plegadas y corridas en márgenes activos
• sintéticas
• antitéticas
margen pasivo
margen activo
Margen tipo andino
Margen tipo alpino
Fajas plegadas y corridas en márgenes activos
Cuñas doblevergentes (doubly vergent thrust wedges) en márgenes colisionales tipo alpino
McClay y Whitehouse, 2004
Cuñas doblevergentes (doubly vergent thrust wedges) en márgenes colisionales tipo alpino
Orógeno de los Pirineos (Muñoz, 1992)
Alpes Occidentales (Schmid et al., 1996)
Himalayas Occidentales (Mattauer, 1986)
tomado de McClay y Whitehouse, 2004
Cuñas doblevergentes (doubly vergent thrust wedges) en márgenes colisionales tipo alpino
Modelado análogo
tomado McClay y Whitehouse, 2004
Modelado numérico de elementos finitos
tomado Beaumont, Muñoz, Hamilton & Fullsack, 2000
cuña sintética cuña antitética
432
6 5
1
1 2 3 4
1 2
1 2 3 45
1 2 3 4
E ro s ión
432
6 5
1
1 2 3 4
1 2
1 2 3 45
1 2 3 4
E ro s ión
432
6 5
1
1 2 3 4
1 2
1 2 3 45
1 2 3 4
E ro s ión
Animación
Definiendo algunos términos
•Fricción interna: FI y MU
•Cohesión
•Presión de fluidos y relación LAMBDA
Oncken y Kukowski, 2004
caja de cizalla tipo Hubbert
F = M.A
E = F/S
UNIDADES: 1Pa = 1 N/m2
1MPa = 106 Pa
1GPa = 109 Pa
UNIDADES: 1N = 1 kg.m/s2
1kg = 9,8 N
ó
1efectivo =1-Pf
3efectivo =3-Pf
Allmendinger, 1999 y Davis, Suppe y Dahlen, 1983
alitostáticpresiónfluidosdepresión
gz
Pf
Unidades
N = kg . m . s-2
Pa = N . m-2 = kg . s-2 . m-1
gz = kg . m-3 . m . s-2 . m = N . m-2 = Pa
432
6 5
1
1 2 3 4
1 2
1 2 3 45
1 2 3 4
E ro s ión
432
6 5
1
1 2 3 4
1 2
1 2 3 45
1 2 3 4
E ro s ión
432
6 5
1
1 2 3 4
1 2
1 2 3 45
1 2 3 4
E ro s ión
(si ρf = 0 entonces α’ = α)
(si ρf = 0 entonces Фb’ = Фb)
Recordemos que
λ = presión de fluidos / presión litostática
y que μb= tan φb Ver derivación de ecuaciones en
Davis, Suppe & Dahlen (1983)
Davis, Suppe & Dahlen (1984)
Dahlen (1990)
Dahlen, 1990
ó
Fallas planas
Fallas lístricas
Ramos
Godoy
Corrimiento en los Andes chilenos.
Si 0 0
Baja fricción en la base
Alta fricción en la base
Nieuwland, Leutscher & Gast, 2000
Nieuwland, Leutscher & Gast, 2000
432
6 5
1
1 2 3 4
1 2
1 2 3 45
1 2 3 4
E ro s ión
Estructuras fuera de secuencia
CRISTALLINI, 1996
Cordillera del Medio (San Juan)
Quebrada Las Peñas (Mendoza)
Lístricas: fallas en secuencia
Planas: fallas fuera de secuencia
Universidad de Granada (Geodinámica)
SHAW, CONNORS & SUPPE - © AAPG - 2005
Frontal Imbrication ZoneFrontal Deformation Zone
Internal accumulation Zone
Oncken y Kukowski, 2004
Gutscher et al, 1996
Cuñas desarrolladas con alta fricción basal (experimento análogo)
Gutscher et al, 1996
Cuñas desarrolladas con alta fricción basal
Oncken y Kukowski, 2004
Márgenes activos
Acrecionales
No acrecionales
•Acreción frontal (favorece abanicos imbricados)
•Acreción por canal de subducción (favorece aplilamientos antiformales)
Ford, 2004
Ford, 2004
Cuenca de antepaís simple
Cuenca de antepaís con depósitos de tope de cuña y ángulo basal alto
Cuenca de antepaís con depósitos de tope de cuña y ángulo basal bajo
Universidad de Granada (Geodinámica)
•Dependencia TOPOGRAFIA – TECTÓNICA
•Dependencia TECTÓNICA – TOPOGRAFÍA?
•Dependencia CLIMA – TECTÓNICA
•Dependencia TECTÓNICA – CLIMA?
INTERDEPENDENCIA
CLIMA – TOPOGRAFÍA - TECTÓNICA
•Dependencia TOPOGRAFIA – TECTÓNICA
•Dependencia TECTÓNICA TOPOGRAFÍA
Marques y Cobbold, 2002
Marques y Cobbold, 2002
LaMoGe
García et al. en preparación
•Dependencia TOPOGRAFIA – TECTÓNICA
•Dependencia TECTÓNICA – TOPOGRAFÍA?
•Dependencia CLIMA – TECTÓNICA
•Dependencia TECTÓNICA – CLIMA?
INTERDEPENDENCIA
CLIMA – TOPOGRAFÍA - TECTÓNICA
Montgomery, Balco & Willett, 2001
Precipitación anual media para Sudamérica occidental
Willett, 1999
Vientos desde la retrocuña
(antepaís)
Vientos desde la procuña
(retropaís)
Migración y ampliación de la zona de máxima exhumación hacia la procuña (retropaís) sin cambiar el patrón de asimetría de exhumación.
Generación de un frente de exhumación bien marcado. Se puede invertir la asimetría topográfica haciéndose mayor hacia la procuña.
El levantamiento orogénico produce aumento en las precipitaciones y por
ende aumento en la tasa de erosión
Montgomery, Balco & Willett, 2001
Montgomery, Balco & Willett, 2001
Fajas plegadas y corridas
• de piel fina (thin skinned)
• de piel gruesa (thick skinned)
Cristallini y Ramos, 2000
Kley et al., 1996
Cristallini y Ramos, 2000
Echevarría et al., 2003
Cristallini y Ramos, 2000
McClay y Buchanan (1992)
Twiss & Moore, 1992
Kusznir, Karner & Egan, 1987
Ciclo de Wilson