11-Def. ductil

Geología Estructural
2012
Deformación dúctil – 2
a. Zonas de cizalla
Zonas de cizalla: definición, tipos (frágil, dúctil y frágildúctil). Zonas de cizalla a diferente profundidad. Rocas
generadas en zonas de cizalla. Zonas de cizalla homogéneas y
heterogéneas. Geometría de las zonas de cizalla.
Zonas de cizalla frágiles: estructuras internas y
características generales.
Zonas de cizalla frágil-dúctil: distintas combinaciones de
estructuras internas. Condiciones de generación. Boudinage.
Venas en echelon. Modelos de cizalla más dilatación.
Zonas de cizalla dúctil, características generales. Indicadores
cinemáticos. Fábricas S-C. Bandas de cizalla. Peces de mica.
Porfiroblastos rotados. Porfiroblastos asimétricos, tipo
sigma, tipo delta. Criostales desplazados y con deslizamiento
bookshelf.
Zonas de cizalla
Definición
• Es una zona tabular o
laminar, plana o curviplana,
compuesta de rocas que están
más altamente deformadas
que las rocas adyacentes a la
zona.
• Es una zona angosta donde
se concentra la deformación y
que se caracteriza por una
relación longitud/ancho que es
mayor que 5:1
Davis y Reynolds, 1996
Zonas de cizalla. Tipos
Ramsay y Huber 1987
Zonas de cizalla frágil. Definidas por una superficie de fractura o
falla, a través de la cual el desplazamiento por cizalla está
evidenciado por una discontinuidad geométrica abrupta.
Zonas de cizalla dúctil. La deformación a través de la zona es
continua con estructuras altamente dúctiles.
Zonas de cizalla frágil-dúctil. Tiene características de cizalla dúctil,
con elementos de discontinuidad en la forma de fallas o venas.
Zonas de cizalla a
diferente
profundidad
Fallas o zonas de falla
desarrolladas en
condiciones más
superficiales pasan en
profundidad a zonas de
cizalla fragil-dúctil y
zonas de cizalla dúctil.
Ramsay y Huber 1987
Esquema de zonas de cizalla a
diferentes profundidad
Corteza
superior
Transición
frágil-dúctil
Corteza
inferior
Allmendinger 1987
Rocas de zonas de cizalla
Allmendinger 1987
Zonas de cizalla
Estructuras internas bajo distintas
condiciones
• Condiciones frágiles: Zona de falla: red apretada de
fallas.
• Zonas de cizalla dútil: foliaciones, lineaciones,
pliegues, con metamorfismo.
• Zonas de cizalla fragil-ductil: combinación de
distintas estructuras.
Distribución de la
deformación en la zona
de cizalla dúctil
• Zonas de cizalla
homogénea
• Zonas de cizalla
heterogénea
Allmendinger 1987
Zonas de cizalla dúctil. Distribución de la deformación
Zonas de cizalla
heterogénea.
Zonas de cizalla heterogénea
Ramsay y Huber 1987
Zonas de cizalla dúctil . Componentes
A.
Cizalla simple
heterogénea, con planos
de cizalla paralelos a las
paredes.
B.
Cambio de volumen
heterogéneo, desarrollado
por desplazamientos
paraleoos a las paredes.
C.
Deformación homogénea
uniforme afectando la
zona de cizalla y sus
paredes
Ramsay y Huber 1987
Zonas de cizalla
Geometría
Las zonas de cizalla
pueden formar juegos
paralelos,
anastomosados y
conjugados.
Pueden también
disponerse como zonas
horizontales o
subhorizontales.
Davis y Raynolds 1996)
Zonas de cizalla
Al igual que las fallas se pueden
presentar como zonas de cizalla
conjugadas en las que la dirección de
esfuerzo máximo es bisectriz al
ángulo entre las zonas conjugadas.
Zonas de cizalla con
intersección secuencial
Ramsay y Huber 1987
Zonas de cizalla bajo cizalla pura o cizalla
simple – Deformación coaxial o no coaxial.
Ramsay y Huber 1987
Zonas de
cizalla frágil
Fallas paralelas
Fallas anastomosadas
Fallas escalonadas
Davis y Reynolds, 1996
Zonas de
cizalla frágil
• Se forman entre los 4 y 10 km
de profundidad de la corteza,
con dominio de condiciones
frágiles. Dominio friccional,
sismicidad.
•Rechazo abrupto de
marcadores. Son zonas de
cizalla discontinuas.
• Procesos de brechamiento y
molienda (rocas cataclásticas)
con distinta magnitud.
Davis y Reynolds, 1996
Zonas de cizalla
frágil-dúctil
Una combinación de rasgos
frágiles y dúctiles.
Por ejemplo:
• Zonas de venas en echelon
• Zonas de estilolitas en echelon
• Zonas de pliegues en echelon
• Zonas con fábrica foliada pero
con presencia de boudines,
microfallas y fracturas a escala
de grano.
Ramsay y Huber 1987
Zonas de cizalla
frágil-dúctil
Condiciones de generación
1. Las condiciones permiten que ambos
tipos de estructuras se formen al
mismo tiempo.
2. Cuando la roca posee partes con
distintas propiedades mecánicas
(p.ej, densidad).
3. Cuando se genera endurecimiento por
deformación en la z.c.
4. Cambios de corta duración en las
condiciones de deformación (p. ej.
Velocidad de deformación).
Davis y Reynolds, 1996
Zonas de cizalla
frágil-dúctil
Condiciones de generación
5. Cambios en las condiciones físicas
durante la deformación
6. Cuando la zona de cizalla es reactivada
bajo condiciones físicas diferentes
a las de su formación
Davis y Reynolds, 1996
Zonas de cizalla frágil-dúctil.
Boudinage
Ramsay y Huber 1987
Nicolas 1987
Zonas de cizalla frágil-dúctil.
Boudinage
Ramsay 1967
Ramsay y Huber 1987
Zonas de cizalla frágil-dúctil
Venas en echelon
Ramsay 1967
Zonas de cizalla
frágil-dúctil
Venas en echelon
Ramsay y Huber 1987
Zonas de cizalla frágil-dúctil. Venas en echelon sigmoidales
Ramsay y Huber 1987
Zonas de cizalla frágildúctil
Venas en echelon
comjugadas
Ramsay y Huber 1987
Zonas de
cizalla frágildúctil
Zonas de cizalla
frágil-dúctil
Cizalla + Dilatación
• Espectro de modelos que
relacionan la geometría
de las asociaciones de
venas escalonadas
conjugadas en relación al
régimen de deformación
asociado o no a dilatación
(Ramsay y Huber, 1987).
Zonas de cizalla
Zonas de cizalla dúctil
(zcd)
• En la corteza inferior por
debajo de la transición
frágil-dúctil.
• Las zcd afectan rocas de
esa profundidad: gneises,
esquistos, mármoles,
anfibolitas, granulitas,
migmatitas, rocas
intrusivas, rocas máficas y
ultramáficas.
• Se forman en condiciones
metamórficas
Davis y Reynolds, 1996
Zonas de cizalla
Zonas de cizalla dúctil
(zcd)
• Como consecuencia de
la cizalla, se forman
tectonitas constituidas
por rocas miloníticas.
• En la zcd se distorsionan
marcadores y se forma
una foliación, lineación y
distintas fábricas por
cizalla.
Ramsay y Huber 1987
Indicadores cinemáticos de zonas
de cizalla dúctil
Zonas de cizalla dúctil, indicadores cinemáticos
Ramsay y Huber 1987
Indicadores
cinemáticos
Fábricas S-C
Constituidas por una
foliación o esquistosidad
(S) y por bandas c
(cizallamiento).
Las estructuras S y C
forman parte del mismo
proceso de deformación,
más que ser estructuras
superpuestas.
En una primera etapa se
forma S. Luego se forma la
banda C. Sigue la
interacción de ambas con
mayor desarrollo de C.
Finalmente hay rotación de
S y menor espaciamiento
entre C
Nicolas 1987
Indicadores
cinemáticos
Fábricas S-C
sentido de movimiento
(Berthé et al 1079)
Davis y Reynolds, 1996
L
C
S
Nicolas 1987
dirección de movimiento
Indicadores
cinemáticos
Fábricas S-C
Se forman cuando la
distribución de la
deformación no es
homogénea
La deformación
parece iniciarse
en asociación a
la presencia de
granos más
rígidos que el
medio.
Nicolas 1987
Indicadores
cinemáticos
Bandas de
cizalla
Davis y Reynolds, 1996
Son zonas de cizalla de
algunas decenas de
cm de largo a
microscópicas, que se
encuentran dentro de
zonas de cizalla
mayores.
Peces de mica
Son porfiroclastos
lenticulares de mica o
biotita que se encuentran
en rocas miloníticas.
Por ser asimétricos son
un excelente indicador
cinemático en zonas de
cizalla.
Están comúnmente
alineados con las
superficies S y son
flexionados según las
superficies C.
Allmendinger 1987
Indicadores
cinemáticos
Porfiroblastos rotados
Texturas helicíticas
Estructura en bola de nieve.
Grandes porfirblastos de
albita, granate y
estaurolita,
equidimensionales
pueden ser indicadores
cinemáticos.
Para ello se emplea la
forma en hélice de las
inclusiones incorporadas
al cristal durante su
crecimiento y su
rodamiento
Nicolas 1987
Indicadores
cinemáticos
Porfiroblastos
asimétricos
• Zonas o colas de presión
• Zonas resgauardadas
Tipo sigma
Tipo delta
Allmendinger 1987
Indicadores
cinemáticos
Porfiroblastos
asimétricos
Tipo sigma
Tipo delta
Zonas o colas de
presión
Zonas resgauardadas
Nicolas 1987
Indicadores
cinemáticos
ϕ
Objeto
Phi
Porfiroblastos
asimétricos
Tipo sigma
Zonas o colas de
presión
Zonas resgauardadas
Nicolas 1987
Indicadores
cinemáticos
Porfiroblastos
asimétricos
Tipo sigma
Tipo delta
Zonas o colas de
presión
Zonas resgauardadas
Nicolas 1987
Indicadores
cinemáticos
Cristales
desplazados y
deslizamientos
bookshelf
Allmendinger 1987
Davis y Reynolds, 1996