15-Strike-slip Tectonics

Geología Estructural 2012
Tectónica por
Desplazamiento de Rumbo (TDR).
1. Características generales: Definición. Frecuencia de la TDR en la
litósfera. 2. Terminología y clasificación. Clasificación tectónica
(Woodcock y Schmidt 1994), tomando en cuenta la posición en la
placa, en la litósfera y en la corteza. Denominaciones: transformantes
de dorsal, de límite, ligada a trinchera, transcurrentes ligadas a
indentación de desgarre y de intraplaca. 3. TDR en regímenes por
cizalla simple y cizalla pura. 4. Estructuras en zonas de cizalla de
rumbo, en planta y en profundidad, diseños. Rotaciones. Evolución
temporal de estructuras en zonas de DR. 5. Zonas DR oblicuas,
convergentes y divergentes. Transpresión y transtensión. Estructura
en flor, positiva y negativa. Irregularidades en el plano de falla,
curvaturas y sobrepasos. Estructuras pull-apart y push-up. Estructura
en cola de caballo, horse, duplex. 6. Cuencas sedimentarias asociadas.
7. Sismotectónica.
Tectónica por
Desplazamiento de Rumbo
1. Características generales
Tectónica por desplazamiento de rumbo (TDR)
1. Características generales
• Tectónica por desplazamiento de rumbo (TDR): procesos de
deformación en una región, a cualquier escala, dominada por una
cinemática de desplazamiento de rumbo.
• La TDR ocurre a lo largo de un sistema ligado de fallas y zonas
de falla o zonas de cizalla dúctil, cuyo desplazamiento total posee
una gran componente de desplazamiento de rumbo (bajo ángulo de
hundimiento del vector desplazamiento total).
Tectónica por desplazamiento de rumbo (TDR)
1. Características generales
Frecuencia de la Tectónica por desplazamiento de rumbo
La deformación por desplazamiento de rumbo está concentrada
especialmente en los límites de placa con desplazamientos
oblicuos o paralelos.
1. El 14% de los límites de placa muestra desplazamientos
paralelos al límite.
2. Un 45% de los límites de placa muestra desplazamientos
oblicuos.
3. Se estima como mínimo que las componentes de
desplazamiento de rumbo están presentes en el 60% de los
límites de placa.
Tectónica por desplazamiento de rumbo (TDR)
1. Características generales
Otras denominaciones
•
Tectónica transcurrente (Transcurrent Tectonics) ó Tectónica
de arranque (Wrench Tectonics). Estas denominaciones se
han usado dada la aparente sinonimia entre fallas
transcurrentes, fallas de arranque y fallas de desplazamiento
de rumbo. Actualmente se habla de TDR.
Tectónica por desplazamiento de rumbo (TDR)
1. Características generales
Otras denominaciones
•
Fallas transcurrentes (transcurrent faults).
1) Son fallas DR subverticales de gran desplazamiento que
cortan el basamento continental y la cobertura (Moody y Hill
1956, Freund 1974).
2) Sylvester (1988) propuso que el término quede restringido a
fallas confinadas dentro de la litósfera.
•
Fallas de arranque (wrench faults).
1) Concepto dinámico: Fallas con σ2 vertical y σ1 y σ3
horizontales (Anderson 1942).
2) Definición similar a falla transcurrente (Wilcox et al., 1973;
Biddle y Chritie-Blick 1985).
Tectónica por desplazamiento de rumbo (TDR)
1. Características generales
•
Generalmente son verticales o subverticales.
•
Es común que se presenten como producto de la reactivación
de estructuras preexistentes en el basamento.
•
Por reactivación de corrimientos pueden ser de bajo ángulo.
Tectónica por
Desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
Existe una clasificación tectónica de fallas de desplazamiento de rumbo. Fue
inicialmente propuesta por Woodcock 1986, modificada por Sylvester 1988 y
nuevamente modificada por Woodcock y Schubert en 1994.
Posición
CLASIFICACIÓN TECTÓNICA DE FALLAS DE DESPLAZAMIENTO DE RUMBO
1. En la
placa
Límites de placas
2. En la
Litósfera
Trans-litosféricas
(Transformantes)
Asociadas a límites de
placas
Intraplaca
Intra-litosféricas
(Transcurrentes, Sylvester 1988)
3.En la
Placas mayores
Una o ambas
TransIntra-cortical
corteza /
placas
cortical
Tamaño de
menores
Placa
Tipo de
Transformante Transformante Transformante FDR ligadas
FDR de
FDR de
falla
de dorsal
de límite
ó FDR ligada a
a
desgarre o intraplaca
trinchera
indentación transferencia
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
La clasificación toma en cuenta la localización de las FDR en
relación a distintos ámbitos geotectónicos:
1) Posición en la placa litosférica.
- En el límite de placas
- Asociada al límite de placas
- Intraplaca
2)
Posición en la litósfera.
- Si atraviesan la litósfera (Trans-litosféricas ó Fallas
transformantes)
- Si no atraviesan la litósfera (FDR intralitosféricas o
Fallas transcurrentes)
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
3. La clasificación toma en cuenta también la localización de las
FDR en relación a la corteza y a placas tectónicas menores.
•
Si subdividen
- Placas mayores
- Una o ambas placas menores
•
Su posición en la corteza
- Si atraviesan la corteza (FDR trans-corticales)
- Si no atraviesan la corteza (FDR intra-corticales)
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
Las fallas tranformantes han cambiado su significado, desde su
creación:
constante
1) Inicialmente (T.Wilson), sólo como
fallas entre segmentos de dorsales
oceánicas con un similar vector de
expansión y por lo tanto con una longitud
constante (Gilliland y Meyer 1976).
2) Posteriormente: como FDR que cortan la totalidad de la
litósfera y acomoda completamente el desplazamiento a través
del límite de placas. Longitud de cientos de km que cambian a
lo largo del tiempo.
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
Terminología de fallas en la clasificación
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Transformante de dorsal
Transformante de límite
Transformante ó FDR ligada a trinchera
FDR ligadas a indentación
FDR de desgarre o transferencia
FDR de intraplaca
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
Woodcock y Schubert 1994.
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
Ramsay y Huber
1987.
1. Fallas transformantes de dorsal
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
2. Fallas transformantes de límite
Ej. Sistema de fallas
de San Andrés
El desplazamiento neto
es del orden de 400
km y viene ocurriendo
desde hace 29 Ma
(Atwater, 1970).
Las velocidades de
desplazamiento
calculadas son de
55-46 mm/año.
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
3. Transformantes o FDR vinculadas a trinchera.
Se forman en límites de placa con convergencia oblicua. La cinemática
puede resolverse descomponiendo el vector convergencia en una
componente de desplazamiento de inclinación y otra componente de rumbo
(una falla paralela a la trinchera y hacia el interior de la placa).
Woodcock y Schubert 1994
Yeats et al. 1997
2. Terminología y clasificación
Ejemplos:
• Falla de atacama (Chile). Falla de Liquiñe-Ofqui (Argentina y Chile), Falla El Tigre
(Argentina)
Falla El Tigre (Argentina)
Yeats et al. 1997
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
4. Fallas de desplazamiento de rumbo ligadas a indentación.
Park y Jaroszewski, 1994
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
4. Fallas de desplazamiento de rumbo ligadas a indentación.
Davis y Reynolds, 1996
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
4. Fallas de desplazamiento de rumbo ligadas a indentación.
La región de Anatolia corresponde a la placa Turca, la cual está
siendo extruída hacia el oeste, debido a la colisión de la placa
Arábiga y la placa Euroasiática.
Tectónica por desplazamiento de Rumbo
2. Terminología y clasificación
5. Fallas FDR de desgarrre o transferencia.
• Son fallas de pequeña escala restringida a la corteza superior o a
la cobertura sedimentaria.
• Son parte de sistemas ligados de fallas en cinturones
contraccionales o extensionales.
Fallas de desgarre (Tear faults).
Cualquier falla de desplazamiento de rumbo o desplazamiento
oblicuo que corta transversalmente un cinturón contraccional o
extensional. Puede interconectar cualquier tipo de estructura.
2. Terminología y clasificación
Falla de transferencia
(transfer fault)..
Es una subclase de falla de
desgarre, en la que se
transfieren los
desplazamientos entre dos
elementos estructurales
similares. Forman rampas
laterales.
Ramsay y Huber, 1987
Tectónica por
Desplazamiento de Rumbo
3. Regímenes cinemáticos
3. Regímenes cinemáticos
Las fallas FDR se pueden desarrollar tanto en regímenes
de cizalla pura como de cizalla simple.
Sylvester 1988
Si se desarrolla con exclusividad o
en forma preponderante un juego
sobre otro, la deformación regional
será por cizalla simple.
Si se desarrollan por igual ambos
juegos, la deformación regional será
por cizalla pura.
Tectónica por
Desplazamiento de Rumbo
4. Estructuras en
zonas de cizalla de rumbo
4. Estructuras en zonas de cizalla de rumbo
• La tectónica por desplazamiento de rumbo, da origen a zonas de
cizalla de rumbo.
• La estructura interna de estas zonas está controlada por la
cizalla simple.
Woodcock y Schubert 1994
4. Estructuras en zonas de cizalla de rumbo
Orientación de las estructuras en planta
4. Estructuras en zonas de cizalla de rumbo
Cizalla de Riedel
Estructura en
tulipa
Superficie axial
de pliegues
Estructura en
palmera
Woodcock y Schubert 1994
Orientación de las estructuras en profundidad
Faja o zona con la totalidad de las estructuras asociadas
Distinta estructura interna de zonas de cizalla de rumbo
Woodcock y Schubert 1994
• Zonas de pliegues
encima de, adyacente a la
falla principal ó entre dos
fallas de rumbo.
• La existencia de pliegues
en un solo lado:
- cubierto por sedimentos
más jóvenes.
- Pudieron haber sido
desplazados.
- rocas con distinta
competencia que no
responden con
plegamiento a esas
condiciones.
• Mal llamados pliegues de
arrastre.
Pliegues escalonados en zonas de
cizalla de rumbo (Dibblee 1977)
Sylvester 1988
• El ángulo teórico de las
trazas con la ZDP es de
45°, pero se observa en la
realidad entre 10° y 35°.
• Las orientaciones varían
con la profundidad de
erosión, con la suma de
rotación y con la magnitud
de la deformación
perpendicular a la ZDP.
Sylvester 1988
Pliegues escalonados en zonas de
cizalla de rumbo
Secuencia evolutiva de estructuras observadas en modelos de
arcilla (Harding y Lowell, 1979).
Sylvester 1988
Secuencia evolutiva de
una zona de cizalla por
desplazamiento de
rumbo
A. Zona incipiente.
Pliegues ordenados
en echelon.
B. Estado temprano de
desarrollo con mayor
deformación:
Cizallas de Riedel
cortan la superficie y
los pliegues
Secuencia evolutiva de
una zona de cizalla por
desplazamiento de
rumbo
C. Estado intermedio.
Ampliación de la zona de
cizalla. Estructura
compleja. Desarrollo de
nuevas fallas inversas y
fallas normales asociadas.
Incremento de la longitud
y amplitud de pliegues.
Secuencia evolutiva de
una zona de cizalla por
desplazamiento de
rumbo
Estado maduro.
Ampliación de la zona y
de los pliegues, con el
aumento del
desplazamiento
acumulado. Exposición
de niveles más profundos
con sus fallas y procesos
erosivos asociaos.
Rotación de elementos en el
interior de una
zona de cizalla
(Nelson y Jones 1987).
a. Zona no deformada
b. Cizalla paralela a la ZDP,
sin rotaciones,
c. Deformación continua
heterogenea. Rotaciones
variables
d. Bloques con igual
rotación por cizallas
antitéticas.
e. Bloques pequeños con
rotación variable.
Secuencia de desarrollo de
fracturas de cizalla en una
zona de desplazamiento de
rumbo
Experimento en caja de arena
(Naylor et al. 1986).
Modelo de ordenamiento espacial de estructuras asociadas a
una falla de desplazamiento de rumbo dextral (Christie-Blick
and Biddle, 1985).
Tectónica por
Desplazamiento de Rumbo
5. Zonas de cizalla de desplazamiento
de rumbo oblicuas. Transpresión y
transtensión
5. Zonas de cizalla de desplazamiento de rumbo oblicuas.
1. Zonas de cizalla por desplazamiento de rumbo simple.
2. Zonas de cizalla por desplazamiento de rumbo oblicuas.
Implican una componente de acortamiento o extensión a través de
la zona de cizalla, que es compensada respectivamente por
espesamiento vertical o adelgazamiento vertical.
Esta deformación puede ser analizada como una cizalla pura
sobreimpuesta a una zona de cizalla simple (Sanderson y
Marchini 1984).
5. Zonas de cizalla de desplazamiento de rumbo oblicuas.
1. Zonas de cizalla por desplazamiento de rumbo simple.
2. Zonas de cizalla por desplazamiento de rumbo oblicuas.
2A. Zonas de cizalla de desplazamiento de rumbo convergente o
convergencia oblicua (Wilcox et al. 1973).
Cuando está presente una componente de acortamiento
transversal a la falla.
Cuando nos referimos al sistema de esfuerzos hablamos de
Transpresión. (Modificado de Harland 1971, Sylvester y Smith
1976). Sistema de esfuerzos que opera en zonas de acortamiento
oblicuo.
5. Zonas de cizalla de desplazamiento de rumbo oblicuas.
1. Zonas de cizalla por desplazamiento de rumbo simple.
2. Zonas de cizalla por desplazamiento de rumbo oblicuas.
2A. Zonas de cizalla de desplazamiento de rumbo convergente o
convergencia oblicua (Wilcox et al. 1973).
2A. Zonas de cizalla de desplazamiento de rumbo divergente o
divergencia oblicua (Wilcox et al. 1973). Cuando está presente una
componente extensional transversal a la falla.
Cuando nos referimos al sistema de esfuerzos hablamos de
Transtensión. (Modificado de Harland 1971, Biddle y Christie-Blick
1985). Sistema de esfuerzos que opera en zonas de extensión
oblicua.
a) A lo largo de una falla sin irregularidades
b) A lo largo de irregularidades (curvaturas, sobrepasos)
Woodcock y Schubert 1994
Estructura en flor
Patrón divergente
hacia arriba a partir
de un tallo. (Harding
y Lowell 1939).
La estructura ocurre
en zonas con
desplazamiento de
rumbo pero no es
diagnóstica.
Identificada por lo
común en perfiles
sísmicos (cortes de
subsuelo)
Estructura en flor
Estructura en flor
positiva. Dominada por
fallas inversas-oblicuas
(Harding 1985).
Estructura en palmera
(convexa hacia arriba).
Engrosamiento vertical.
Dorso o horst en línea.
Estructura en flor
negativa. Dominada por
fallas normales-oblicuas
(Harding 1985).
Estructura en tulipa
(cóncava hacia arriba).
Adelgazamiento vertical.
Graben en línea.
Woodcock y Schubert 1994
Estructura en flor positiva en convergencia oblicua
Sylvester 1988
Estructuras en flor
Irregularidades en el plano de falla
 Las fallas no son superficies perfectamente planas en ninguna
escala. Presentan irregularidades que son desviaciones del ideal.
• Compleja nomenclatura
Si la desviación de la falla
es normal al vector
desplazamiento es una
deformación volumétrica y
si es paralelo no.
Se han denominado
también (Kink y Yieiding,
1983 y King, 1986)
barreras no conservativas
y conservativas,
respectivamente.
(Weertman y Weertman, 1964)
Irregularidades en el plano de falla
Curvaturas (Bends)
 Crowell (1984) usa restraining (restrictivos) y releasing (de alivio) bends
(curvaturas).
 Biddle y Christie Blick (1985) usan curvatura convergente (convergent
bend): una curvatura en una falla de desplazamiento de rumbo que resulta
en un acortamiento cortical general en la vecindad de la curvatura.
También curvaturas divergentes (divergent bend).
Woodcock y Schubert 1994
Irregularidades en el plano de falla
Sobrepasos o saltos
• Sobrepaso (Overstep): una discontinuidad entre dos fallas traslapantes
aproximadamente paralelas (sinónimo con stepover de Aydin y Nur, 1982a y
b; 1985).
• Sibson (1986c) restringe jog para lo que aquí se llama sobrepaso y usa
antidilatacional y dilatacional para contracción y extensión.
Woodcock y Schubert 1994
Curvaturas y sobrepasos convergentes
(transpresión) y divergentes (transtensión)
Woodcock y Schubert 1994
Curvaturas y sobrepasos convergentes
(transpresión) y divergentes (transtensión)
Woodcock y Schubert 1994
Estructuras resultantes
Cuencas pull-apart (Burchfiel & Stewart 1966).
Estructuras push.up (Aydin y Nur 1982, Mann et al., 1983).
Curvaturas y sobrepasos convergentes
(transpresión) y divergentes (transtensión)
Woodcock y Schubert 1994
Vista hacia el oeste de la escarpa de la falla El Tigre.
Desarrollo de cuencas de pull-apart
Mann et al., 1983
Geometrías estructurales a lo largo de una falla de
desplazamiento de rumbo.
Woodcock y Schubert, 1994
Modelo de asociación de estructuras por desplazamiento de
rumbo divergente
Woodcock y Schubert 1994
Tectónica por
Desplazamiento de Rumbo
6. Cuencas sedimentarias asociadas
Cuencas asociadas a desplazamiento de rumbo
1) Cuencas internas. En
áreas transtensionales
locales a lo largo de
tramos de fallas activas.
a) Cuencas de cuña de falla
(fault-wedge basins).
b) Cuencas pull-apart en
línea o terminales en
abanico.
2) Cuencas externas
Woodcock y Schubert 1994.
a) Cuencas de sag
marginales a la falla.
b) Depresiones de ángulo
de falla.
c) Depresiones en el flanco
de falla.
Zonas de subsidencia en fallas que se bifurcan
(Christie-Blick y Biddle 1985)
Woodcock y Schubert 1994
Tectónica por
Desplazamiento de Rumbo
7. Sismotectónica
Terremotos asociados a fallas de desplazamiento
de rumbo
Existen numerosas evidencias, en las dos últimas centurias, de grandes
terremotos (M > 8) en fallas de desplazamiento de rumbo.
Rupturas cosísmicas importantes acompañaron a los grandes terremotos; en
M=8,6, desplazamiento máximo de 14,6 m, longitudes de ruptura mayores que
400 km. También se registraron terremotos más pequeños, con 40 cm de
desplazamiento y menos de 10 km de longitud de ruptura.
Laboratorio de Neotectónica
(LANEO)
Fin