Diaclasas. Geología Estructural 2012

Transcripción

1 Geología Estructural 2012 Diaclasas Modos de fracturamiento. Tipos de fracturas. Diaclasas, definición. Tipos de diaclasas: Abiertas (grietas o fisuras) y cerradas (venas, diques clásticos, diques neptunianos). Diaclasas según su génesis:.(a) No vinculadas directamente a esfuerzos regionales: A1. Por contracción de materiales (Ej., diaclasas columnares, grietas de desecación). A2. Por cambio de volumen durante la meteorización (Ej., exfoliación catafilar). A3. Por fracturamiento hidráulico. A4. Por emplazamiento de cuerpos magmáticos (Ej. diques radiales). A5. Por impacto de meteoritos o asteroides. (B) Vinculados a esfuerzos regionales: B1. Por descarga (Ej: exfoliación en cuerpos intrusivos). B2. Por relajación. B3. Por esfuerzos tectónicos: distensión, cizalla, asociadas a pliegues, a fallas y a zonas de cizalla frágil-dúctil. Características: Ocurrencia en juegos y sistemas. Diaclasas conjugadas. Efecto de corte. Diagramas de frecuencia. Dimensiones. Espaciamiento. Morfología de la superficie de falla (marcas plumosas y líneas de arresto). Diaclasas sistemáticas y no sistemáticas.

2 Modos de fracturamiento frente de propagación Modo I Apertura Modo II Deslizamiento Modo III Desgarre

3 Fracturas Tipos de fracturas s. Los dos tipos principales de fracturas son: 1. Diaclasas 2. Fallas. Hay discusión acerca de la definición de estos términos. En parte proviene de definiciones genéticas. Adoptamos un criterio descriptivo siguiendo a Angelier (1994).

4 Definición A diferencia de las fallas, las diaclasas no muestran a ojo desnudo, desplazamientos paralelos al plano de fractura. Por ello, son fracturas sin estrías. Pueden presentar, a ojo desnudo, evidencias de desplazamientos de apertura. Son denominadas joint (unen partes de una masa rocosa). Se han traducido como juntas. Se incluyen en Geología Estructural si bien no todas son de origen tectónico, ni estructuras secundarias.

5 Las diaclasas (joint) pueden estar cerradas o abiertas. Las diaclasas abiertas, en cuyo caso se Tipos (sobre la base de rasgos observables) denominan grietas o fisuras (cracks, fissures). Éstas pueden ser vacías o rellenas. 1. D.abiertas 2. D.cerradas 1. Grietas o fisuras Las fisuras abiertas pueden almacenar agua y ser un factor de control en la circulación subterránea de ese fluido. Las aguas circulantes pueden estar enriquecidas con minerales disueltos y ser químicamente activas.

6 Tipos (sobre la base de rasgos observables) 1. Grietas o fisuras Pueden precipitar cemento silíceo o sulfuros en el entorno de la diaclasa y generar una roca más resistente a la meteorización. Los fluidos pueden atacar químicamente a la roca y generar procesos de alteración (blanqueamiento o bleached walls).

7 Tipos (sobre la base de rasgos observables) Las grietas pueden estar rellenas de minerales fibrosos como carbonatos o cuarzo y se denominan entonces venas o venillas. 2. Venas La abertura de las grietas puede ser ocupada o inyectada por material magmático originando diques o filones capa intrusivos. Ej. diques radiales alrededor de centros efusivos.

8 Tipos (sobre la base de rasgos observables) Las aberturas pueden ser rellenas y ampliadas por la intrusión de material clástico sedimentario inyectado a presión: diques clásticos. Las grietas abiertas en la superficie pueden ser rellenas con nuevos sedimentos que se acumulan encima. Diques neptunianos.

9 Grietas abiertas Diques clásticos Diques neptunianos Tipos (sobre la base de rasgos observables) Dunne y Hancock, 1994)

10 Distintos tipos de diaclasas según su génesis A. No vinculadas directamente a esfuerzos regionales. Distribución local. B. Vinculadas directamente a esfuerzos regionales. 1. Por contracción de materiales. 2. Por cambio de volumen durante la meteorización. 3. Por fracturamiento hidráulico. 4. Por emplazamiento de cuerpos ígneos. 5. Impacto de meteoritos 6. Luego del ascenso y denudación de la roca: a. Por descarga b. Por relajación 7. Por deformación tectónica

11 Distintos tipos según su génesis. A. No vinculadas directamente a esfuerzos regionales. Distribución local. 1. Por contracción de los materiales En cuerpos intrusivos, coladas de basaltos, diques, filones capa y flujos ignimbríticos. Diaclasas columnares Diaclasas en planos de flujo. Por desecación de sedimentos. Grietas de desecación

12 columnares en cuerpos basálticos.

13 Diacalsas columnares en basaltos

14 columnares en ignimbritas

15 Tipos de diaclasas según su génesis. Grietas de desecación

16 Distintos tipos según su génesis. A. No vinculadas directamente s. a esfuerzos regionales. Distribución local. 2. Por cambio de volumen durante la meteorización. Diaclasas de exfoliación. Son superficiales y vinculadas a la meteorización. Relacionadas a cambios en los minerales o por alternancia de altas y bajas temperaturas. Ej. Exfoliación catafilar en granitos.

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18 Otros tipos según su génesis. A. No vinculadas directamente s. a esfuerzos regionales. Distribución local. 3. Por fracturamiento hidráulico En el fracturamiento hidráulico, los fluidos sobrepresionados (por procesos de deshidratación o fusión parcial) contenidos en la roca, en condiciones de esfuerzos diferenciales bajos, fracturan la roca generando brechas o una masa subcompactada, un medio licuado, favorable para el despegue.

19 Otros tipos según su génesis. A. No vinculadas directamente a esfuerzos regionales. Distribución local. 4. Por el emplazamiento de cuerpos magmáticos. La presión hidrostática es mayor que la presión litostática. Diques radiales en cuerpos subvolcánicos. Diques anulares en el techo de plutones. Diques cónicos por diaclasas en abanico sobre cuerpos plutónicos

20 Diques

21 5. Por impacto de meteoritos o asteroides. Otros tipos según su génesis. Diques radiales, anulares? A. No vinculadas directamente a esfuerzos regionales. Distribución local.

22 6. Luego del ascenso y denudación de la roca. Otros tipos según su génesis. B. Vinculadas a esfuerzos regionales. a. Por descarga (Unloading joints) Rocas que estuvieron sepultadas son ascendidas y denudadas. Al ascender las rocas se enfrían y se contraen. La eliminación de la cobertura rocosa por erosión cambia las condiciones de esfuerzo y las rocas se fracturan más densamente cerca de la superficie como una expansión por la descarga. Son subhorizontales. Ej. Exfoliación en cuerpos intrusivos.

23 6. Luego del ascenso y denudación de la roca. Otros tipos según su génesis. B. Vinculadas a esfuerzos regionales. b. Diaclasas por relajación (Released joints) Engelder,1985) Están relacionadas también al ascenso y denudación de rocas, que se enfrían y se contraen, pero su localización y orientación está determinada por la fábrica previa en el marco de esfuerzos tectónicos regionales (Engelder 1985). Relajación elástica tardía de esfuerzos horizontales. Tan tardía como decenas de millones de años o más (Price, 1966).

24 7. Por esfuerzos tectónicos Otros tipos según su génesis. B. Vinculadas a esfuerzos regionales. De distensión: Modo I de ruptura. Grietas o fisuras. De cizalla: Modos II y III de ruptura. Son las denominadas shear fractures. Como no se observan las evidencias de los movimientos relativos, las inferencias sobre estos tipos son indirectas.

25 Modos de fracturamiento frente de propagación Modo I Apertura Diaclasas de extensión Modo II Deslizamiento Modo III Desgarre Diaclasas de cizalla (con desplazamientos que no se ven a ojo desnudo)

26 Generadas por esfuerzos tectónicos. 7. Por esfuerzos tectónicos De distensión: Modo I de ruptura. Grietas o fisuras. De cizalla: Modos II y III de ruptura. Son las denominadas shear fractures. Relación con los esfuerzos.

27 Otros tipos según su génesis. B. Vinculadas a esfuerzos regionales. 7. Por esfuerzos tectónicos Asociadas a pliegues. Longitudinales, cruzadas, transversales y de estratificación. Asociadas a fallas. Diaclasas en peine, diaclasas pinadas. Asociadas a zonas de cizalla frágildúctil. Venas escalonadas. Asociadas a disolución. Estilolitas

28 Generadas por esfuerzos tectónicos. Tipos de diaclasas asociadas a pliegues Cruzadas Longitudinales Transversales De estratificación Asociadas a pliegues.

29 Generadas por esfuerzos tectónicos. Asociadas a fallas. (Dunne y Hancock 1994) (Angelier, 1994)

30 Generadas por esfuerzos tectónicos. Asociadas a fallas.

31 Generadas por esfuerzos tectónicos. Asociadas a zonas de cizalla frágil-dúctil

32 Generadas por esfuerzos tectónicos. Asociadas a zonas de cizalla frágil-dúctil

33 Generadas por esfuerzos tectónicos. Asociadas a zonas de cizalla frágil-dúctil

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35 7. Por esfuerzos tectónicos Estilolitas Generadas por esfuerzos tectónicos. Asociadas a disolución

36 Características 1. Ocurrencia 2. Dimensiones 3. Espaciamiento, densidad, intensidad. 4. Morfología 5. Clasificaciones geométricas

37 Se presentan como un: Características Juego (sets). Conjunto de diaclasas paralelas o subparalelas. 1. Ocurrencia Sistema (system). Patrón geométrico de dos o más juegos cruzados de diaclasas. Pueden ser contemporáneas o no. Sistema de diaclasas conjugadas. Dos juegos groseramente coetáneos definiendo un ángulo agudo.

38 Características 1. Ocurrencia Medida de las direcciones características Se toman datos de orientación en el campo de poblaciones de diaclasas y luego se tratan estadísticamente para ver su distribución de frecuencia y se representan gráficamente (histogramas, rosetas, red estereográfica) para el análisis. Efecto de corte Influencia de la orientación de la superficie de observación.

39 Representación gráfica de frecuencias de orientaciones de diaclasas. Características 1. Ocurrencia

40 Efecto de corte Influencia de la orientación de la superficie de observación. Características 1. Ocurrencia

41 Características 2. Dimensiones Generalmente poseen longitudes de entre 1 y 10 metros. Cuando son perpendiculares a la estratificación (S 0 ) son más cortas. Cuando son paralelas a S 0 son más largas. Decenas de metros. Raramente exceden los 100 metros. El límite inferior son las microfracturas (microcracks) que afectan a los granos minerales. Límite superior: diaclasas maestras, de varios km. En fotografías aéreas e imágenes satelitales como lineamientos.

42 Espaciamiento Características Otros parámetros: Frecuencia Periodicidad Densidad Intensidad Es variable, de centímetros a decenas de metros. El límite inferior suele considerarse 1 cm, por debajo del cual las fracturas constituyen un clivaje de fractura. Depende de: 1) espesor de las capas, 2) la litología, 3) intensidad de la deformación.

43 La superficie de las diaclasas puede ser: Características 1. Plana ó curvada. 2. Lisa o rugosa. La superficie Morfología de la superficie: Las superficies rugosas pueden desplegar delicadas marcas superficiales producidas por la propagación de la diaclasa. Se desarrollan especialmente en rocas duras, de grano fino y homogéneas.

44 Dos clases principales de marcas (Hodgson, 1961): Características Morfología 1. Marcas plumosas (plumose markings). Se denominan también estructuras tipo pluma o espina de pez (herringbone structure). Eje común, dorsos divergentes, regulares o irregulares. Fracturas escalonadas. Zona de fleco. 2. Líneas de arresto (arrest lines). También denominadas zonas o escalones concoidales. Diseño parabólico, cóncavo hacia el origen.

45 1. Marcas plumosas. Eje común, dorsos divergentes, regulares o irregulares. Fracturas escalonadas. Zona de fleco. Características 2. Líneas de arresto: zonas o escalones concoidales. Morfología (Dunne y Hancock, 1994)

46 Características Clasificaciones Geométricas Clasificación de Hodgson (1961) 1. Diaclasas Sistemáticas. Juego de diaclasas planas o aproxi. planas, subparalelas y regulares. Se interpreta un campo de esfuerzos originado en profundidad. 2. Diaclasas No-sistemáticas. Irregulares, no forman un juego continuo y bien definido Se interpreta un origen superficial.

47 Características 1. Diaclasas Sistemáticas. 2. Diaclasas No-sistemáticas. Clasificaciones Geométricas (Dunne y Hancock, 1994)