Fallas 1. Geología Estructural 2012

Geología Estructural 2012 Fallas 1 Cesión frágil y cesión dúctil. Fracturas: características, tipos, modos de fracturamiento. Fallas: definición, elementos constituyentes. Zona de falla: núcleo y zona de daño. Diseños y terminación en profundidad de las fallas, terminación lateral. Fallas secundarias: antitéticas y sintéticas. Pliegues secundarios asociados: pliegues de arrastre. Dr. José María Cortés

Fracturas d.d d.c. Cesión frágil y dúctil dd: Deformación discontinua dc: Deformación continua

Deformación frágil y dúctil

Parte 1 Fracturas Definición Las fracturas son superficies de ruptura que segmentan la roca y que interrumpen abruptamente la continuidad espacial de rasgos contenidos en la misma (deformación discontinua). Las fracturas parten la roca y definen bloques a ambos lados de la misma. La deformación frágil en la corteza superior, se acomoda mediante el fracturamiento.

Fracturas Elementos t.f. Las fracturas en la roca tienen dos superficies paralelas (s.f.) que se encuentran en el frente de fractura (f.f.), más allá de la cual no prosigue la ruptura. s.f. Su intersección con la superficie del terreno define la traza o línea de fractura (s.f.). f.f. Pueden estar aisladas o formar zonas o fajas de fracturas en las que están asociadas mecánicamente.

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

Fracturas Dos tipos principales de fracturas: 1. Diaclasas 2. Fallas. Tipos de fracturas Una vez iniciada la ruptura en los modos I, II, ó III, si el desplazamiento no se puede apreciar a simple vista, esas fracturas serán diaclasas. Si continua la deformación, las del modo I serán diaclasas y las del modo II y II serán fallas.

Parte b Elementos y geometría de las fallas (Angelier, 1994) Las fallas son fracturas que separan bloques. A lo largo de ellas: (1) El desplazamiento total (bajo esfuerzos de cizalla) es visible a ojo desnudo. (2) Las fallas se inician como fracturas de tipo II y III. (Cuestión de escala). (3) La mayor parte del desplazamiento ocurre paralelo al plano de falla. (4) Las fracturas tipo I pueden reactivarse por cizalla simple y convertirse en fallas.

Parte b Elementos y geometría de las fallas Elementos de una falla Fallas emergentes Traza o línea de falla (trace) Línea de terminación (tip line) Punto de terminación (tip point) Fallas no-emergentes o ciegas

Parte b Elementos y geometría de las fallas Elementos de una falla BP Ll Sf Pp Lh BT Pc BT : Bloque del techo (por encima de la falla); BP: Bloque del piso. Pc : Pared colgante o pared del techo (Hanging wall); Pp : Pared del piso (Foot wall). Sf: Superficie de falla. Ll : Labio levantado; Lh : Labio hundido.

Parte 2 Elementos y geometría de las fallas Generación de superficies de falla Proceso de generación, propagación e interconexión de fracturas (zona de cizalla). Se forma una zona de desplazamiento principal o núcleo y una zona de daño, que constituyen una zona de falla. Las evidencias provienen de estudios de rupturas de terremotos y datos experimentales.

Zona de falla

(Mooney et al., 2005) Dos rasgos dominantes en toda Zona de falla: 1) Núcleo de falla (core fault): decenas de cm. Es donde se acomoda la mayor parte del desplazamiento. - Capa central foliada cataclástica - 10-20,cm, 5 cm. -Varía en cada falla y en cada segmento de falla.

Mooney et al., 2005 Dos rasgos dominantes en toda Zona de falla: 2). Zona de daño (damage zone): Zona fracturada que rodea al núcleo - Es un remanente de superficies de falla abandonadas o fallidas. - Puede tener cientos de metros de espesor. - El espesor es groseramente proporcional a la longitud de la falla y/o a la magnitud del desplazamiento a lo largo de la falla.

Zona de falla

Parte 2 Elementos y geometría de las fallas

Parte 2 Elementos y geometría de las fallas Diseño de la superficie de falla 1. Superficie plana sin cambios de inclinación en profundidad. 2. Cambios de buzamiento. a. Tramos de buzamiento (steep and flat structure). 3. Cambios de buzamiento. Cambio progresivo (diseño lístrico)

Parte 2 Elementos y geometría de las fallas En profundidad, las fallas pueden terminar en: Terminación de las fallas en profundidad. t.f. Líneas de terminación (tip line). Fallas desarraigadas. En otra falla en forma abrupta o asintótica. En zonas de cizalla dúctil. s.f. f.f.

Terminación abrupta en otra falla

Terminación asintótica en otra falla

Parte 2 Elementos y geometría de las fallas Las fallas pueden terminar en fallas de despegue basal o de suela. A y B: Decollement C y D: Detachement

Terminación de las fallas en profundidad En una zona de cizalla dúctil

Parte 2 Elementos y geometría de las fallas En el proceso de propagación y migración, las fallas pueden terminar en: Culminación lateral de las fallas Líneas de terminación (tip line). Un pliegue. Ramificaciones (splays). En otra falla en forma abrupta o asintótica.

Estructuras secundarias asociadas a las fallas. Con frecuencia, las fallas están vinculadas mecánicamente a estructuras secundarias, menores dimensiones. Estas estructuras se generan comúnmente por problemas de espacio o por fricción. 1. Fallas secundarias. Fallas antitéticas Fallas sintéticas 2. Pliegues secundarios. Pliegues de arrastre

Estructuras secundarias asociadas a las fallas. Pliegues de arrastre

Estructuras secundarias asociadas a las fallas. Problemas de espacio en la deformación a lo largo de fallas curviplanas

Estructuras secundarias asociadas a las fallas. Fallas antitéticas Inclinan en dirección opuesta a la falla principal. Poseen un desplazamiento opuesto al de la falla principal. En condiciones de deformación frágil.

Estructuras secundarias asociadas a las fallas. Anticlinal roll-over Mal llamado arrastre inverso. Por cesión dúctil del bloque del techo.

Otras formas de resolución de los problemas de espacio