GEOLOGÍA ESTRUCTURAL

TRABAJO PRÁCTICO Nº 9 Reconstrucción de secciones plegadas. Métodos de Busk y Kink. Modelado directo e inverso de pliegues asociados a fallas en profundidad.

Objetivos: Introducir al alumno en dos técnicas para la construcción de secciones plegadas. Aplicaciones: En la construcción de secciones balanceadas. Introducción: Una forma de inferir la forma completa de una estructura, involucra la construcción de perfiles, orientados en dirección perpendicular al rumbo de las estructuras. Para la construcción de secciones transversales en rocas foliadas se debe de tener en cuenta tres factores: La orientación de la estratificación, clivaje y eje de pliegues. Distribución y espesor de unidades estratificadas. La naturaleza no deformada de las rocas originales. La construcción de un corte geológico comienza con la selección de una línea de sección a través de la región a estudiar esta debe presentar los datos más completos y ofrecer las menores complicaciones. Generalmente se la elige perpendicular a los ejes de los pliegues regionales, de manera, que los pliegues se vean simétricos y las unidades con espesores verdaderos. Para evitar la distorsión de la forma de la estructura, se emplea igual escala, vertical que horizontal y se debe confeccionar un perfil topográfico preciso. Sobre el perfil topográfico, los datos geológicos básicos pueden ser volcados especialmente medidas de inclinación e intersección de contactos estratigráficos y fallas, con la línea de sección. Valores de inclinación de sectores cercanos pueden ser proyectados sobre la línea del corte, siguiendo el rumbo de la estructura. Si el rumbo de algunas estructuras no es perpendicular a la sección, ésta debe ser representada con su inclinación aparente aunque si el ángulo entre la sección y la dirección de inclinación es menor de 30°, la corrección es muy pequeña. (Los valores de corrección se encuentran en tablas) La elección de una técnica geométrica para la reconstrucción de pliegues debe tener en cuenta cierto comportamiento geométrico, considerar que las capas de las estructuras conservan su espesor original a lo largo de toda la sección y que el estilo del plegamiento debe ser paralelo. Cualquier método de extrapolación o de interpolación requiere que nosotros hagamos algún tipo de supuesto. La variedad de situaciones geológicas hace que los métodos utilizados no sean de aplicación universal. El método de Busk y el método de los Kink son dos métodos que pueden ser usados en rocas sedimentarias o de metamorfismo de grado bajo. Ambos métodos presumen que el espesor de las capas es constante. Adaptándose con algunas modificaciones en los métodos, para capas de espesor no constante. METODO DE BUSK El método de Busk (1929) presume que los pliegues son paralelos y concéntricos. Los pliegues paralelos tienen espesor verdadero constante. Los pliegues concéntricos son compuestos por arcos circulares donde cada segmento de arco tiene un centro único de curvatura (Figura 1). En el linde entre dos segmentos experimentan una inflexión brusca a los largo de una línea de inflexión que contiene los centros de curvaturas de los pliegues. Figura 1 El método de Busk se basa en que las capas medidas en los pliegues concéntricos son tangentes a los arcos circulares por lo tanto si se trazan perpendiculares a la línea de capa se puede ubicar los centros de curvaturas. Figuras 2 y 3.

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Figura 2

Figura 4

Figura 3

Figura 5

Una vez que los centros de curvatura son ubicados los contactos estratigráficos pueden ser fácilmente extrapolados e interpolados. Figuras 4 y 5. El método de Busk da resultados óptimos en estructuras o parte de estructuras que se aproximan a una geometría concéntrica. Desafortunadamente muchos de pliegues son no concéntricos y el método de Busk hace vaticinios erróneos. METODO KINK El método kink o de los dominio de inclinación es menos conocido que el método de Busk , y también presume que los pliegues son paralelos, pero además que tienen terminaciones angulosas bruscas (Kink, pliegues Chevron). El método kink es desarrollado por que muchas rocas sedimentarás plegadas están compuestas por flancos con cambios bruscos en su inclinación (Figura 6). El ángulo entre los extremos y la superficie axial es llamado ángulo axial (γ). Si el espesor de las capas es constante (pliegues paralelos) la superficie axial bisecta el ángulo entre los extremos del pliegue que es γ1= γ2 . Si se tiene datos suficientes para definir claramente la inmersión de las extremidades se puede determinar la orientación de la superficie axial con considerable precisión. Donde dos superficies se cruzan se ubica una nueva superficie axial satisfaciendo la regla angular de γ1= γ2. El método de dominios de inclinación Figura 6 ha hecho buenos vaticinios en muchos casos controlados por perforaciones.

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Este método también puede ser aplicado a pliegues que exponen un súbito, pero fijo cambio en los espesores. Cuando se producen cambio en los espesores la superficie axial puede ser conocida mediante la relación entre los espesores (Figura 7) y los ángulos axiales por la siguiente ecuación:

Senγ1 /Sen γ2 = t1/t2 donde los γ1 y γ2 son los ángulos axiales y t1 y t2 son los espesores de las capas.

Figura 7 Las estructuras que involucran rocas de mediano a alto grado de metamorfismo no pueden ser extrapoladas con métodos como el de Busk y de dominio de inclinación. Construcción 1.- Definir los dominios de inclinación y se marcan en el perfil los limites entre dominios vecinos (1, 2 y 3 de las Figuras 8 y9). 2,- Definir las superficies axiales entre dominios (Figura 8). 3.- Cuando dos superficies axiales se intersectan el dominio de inclinación comprendido entre ellas desaparece y se calcula una nueva superficie axial entre los dominios yuxtapuestos. 4.- Dibujar las capas en cada dominio, con los espesores dados en la columna estratigráfica.

Figura 8

Figura 9

J. Suppe desarrolló en función de las geometría de los pliegues kink un método preciso para analizar los pliegues de una faja de corrimientos. Este método se basa en el hecho que, en una faja de corrimientos,

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Figura 10 los pliegues mayores se desarrollan siempre sobre zonas de rampas. La geometría especial de las rampas controla el tipo de pliegues. Los dos tipos de estructuras definidas por Suppe son: 1.- Los pliegues producidos por flexión de falla. (Pliegues por flexión de falla) 2.- Los pliegues formados durante la propagación de una falla. (Pliegues por propagación de falla). El método de análisis supone: 1.- Que los corrimientos tengan una geometría rampa-plano ideal y que las fallas no sean lístricas. 2.- Que no se produzcan cambios en el espesor de los estratos durante la deformación. 3.- Que no exista cizalla paralela a los estratos. 4.- Que se conserve la longitud de las líneas estratales antes y después de la deformación. BIBLIOGRAFIA GHOSH. S.K. 1993. STRUCTURAL GEOLOGY Fundamentals and Modern Developments. . Pergamon Press. HOBBS, B. MEANS, W. y WILLIAMS, P. 1981. GEOLOGIA ESTRUCTURAL . Edicines Omga. Omega. MITRA, S. 1989. ESTRUCTURAS DUPLEX Y SISTEMAS DE CORRIMIENTOS IMBRICADOS. Comunicación de YPF. RAGAN, D. 1980. GEOLOGIA ESTRUCTURAL . Introducción a las técnicas geométricas. Ediciones RAMSAY J. and HUBER, M. 1987.THE TECHNIQUES OF MODERN STRUCTURAL GEOLOGY. Volumen 2: Folds and Fractures. Academic Press. SUPPE, J. 1985. PRINCIPLES OF STRUCTURAL GEOLOGY.. Prentice Hall. WOODWARD, N. , BOYER, S. and SUPPE, J. 1987. AN OUTLINE OF BALANCED CROSSSECTIONS.. University of Tennesee. Department of Geology.

EJERCICIOS 1.- Utilizando el método de Busk realizar la reconstrucción de la estructura de la figura 11. 2.- Utilizando el método de kink o Suppe realizar la reconstrucción de la estructura de la figura 12 3. - Reconstruir el pliegue por flexión de falla de la figura . 4.- Reconstruir el pliegue por propagación de falla de la figura.

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Figura 11

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Figura 12

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