Articulo de referencia

Falla de cabalgamiento

Falla de cabalgamiento en Qilian Shan , China. La falla más antigua (izquierda, azul y rojo) cabalga sobre la más joven (derecha, marrón). El cabalgamiento de Glencoul en Aird d...

Falla de cabalgamiento en Qilian Shan , China. La falla más antigua (izquierda, azul y rojo) cabalga sobre la más joven (derecha, marrón).
El cabalgamiento de Glencoul en Aird da Loch, Assynt , Escocia. La masa rocosa gris irregular está formada por gneises lewisianos del Arcaico o Paleoproterozoico cabalgando sobre cuarcita cámbrica bien estratificada , a lo largo de la parte superior de la unidad más joven.
Pequeña falla de cabalgamiento en los acantilados de Lilstock Bay , Somerset, Inglaterra; desplazamiento de aproximadamente dos metros (6,6 pies). 

Una falla de cabalgamiento es una fractura en la corteza terrestre , a través de la cual las rocas más antiguas se elevan por encima de las rocas más jóvenes.

Geometría y nomenclatura del empuje

Diagrama de la evolución de un pliegue de flexión de falla o "anticlinal de rampa" sobre una rampa de cabalgamiento; la rampa une los despegues en la parte superior de las capas verde y amarilla.
Diagrama de la evolución de un pliegue de propagación de falla
Desarrollo de un dúplex de empuje por falla progresiva del muro inferior de la rampa.
Apilamiento antiforme de imbricaciones de empuje comprobado mediante perforación, estribaciones de la cordillera Brooks, Alaska

fallas inversas

Una falla inversa es un tipo de falla inversa que tiene una inclinación de 45 grados o menos. [ 1 ] [ 2 ]

Si el ángulo del plano de falla es menor (a menudo menos de 15 grados con respecto a la horizontal [ 3 ] ) y el desplazamiento del bloque suprayacente es grande (a menudo en el rango de kilómetros), la falla se llama cabalgamiento o falla de cabalgamiento . [ 4 ] La erosión puede eliminar parte del bloque suprayacente, creando una ventana (o fenster ), cuando el bloque subyacente queda expuesto solo en un área relativamente pequeña. Cuando la erosión elimina la mayor parte del bloque suprayacente, dejando restos en forma de isla que descansan sobre el bloque inferior, los restos se llaman klippen (singular klippe ).

fallas de empuje ciegas

Si el plano de falla termina antes de alcanzar la superficie terrestre, se denomina falla inversa ciega . Debido a la falta de evidencias en la superficie, las fallas inversas ciegas son difíciles de detectar hasta que se produce la ruptura. El devastador terremoto de 1994 en Northridge, Los Ángeles, California , fue causado por una falla inversa ciega que no se había detectado previamente.

Debido a su baja inclinación , los cabalgamientos también son difíciles de apreciar en la cartografía, donde los desplazamientos litológicos suelen ser sutiles y la repetición estratigráfica es difícil de detectar, especialmente en las zonas de penillanura .

Pliegues de flexión de falla

Las fallas de cabalgamiento, especialmente aquellas involucradas en deformaciones de piel fina , presentan una geometría denominada rampa-plano . Los cabalgamientos se propagan principalmente a lo largo de zonas de debilidad dentro de una secuencia sedimentaria, como lutitas o capas de halita ; estas partes del cabalgamiento se denominan despegues . Si la efectividad del despegue disminuye, el cabalgamiento tenderá a cortar la sección hasta un nivel estratigráfico superior hasta alcanzar otro despegue efectivo donde pueda continuar como un plano paralelo a la estratificación. La parte del cabalgamiento que une los dos planos se conoce como rampa y generalmente se forma con un ángulo de aproximadamente 15°–30° con respecto a la estratificación. El desplazamiento continuo en un cabalgamiento sobre una rampa produce una geometría de pliegue característica conocida como anticlinal de rampa o, más generalmente, como pliegue de flexión de falla .

Pliegues de propagación de fallas

Los pliegues de propagación de fallas se forman en la punta de una falla inversa donde la propagación a lo largo del despegue ha cesado, pero el desplazamiento en el cabalgamiento detrás de la punta de la falla continúa. La formación de un par de pliegues asimétricos anticlinal-sinclinal acomoda el desplazamiento continuo. A medida que el desplazamiento continúa, la punta del cabalgamiento comienza a propagarse a lo largo del eje del sinclinal. Estas estructuras también se conocen como pliegues de punta . Finalmente, la punta del cabalgamiento en propagación puede alcanzar otra capa de despegue efectiva, y se desarrollará una estructura de pliegue compuesta con características de pliegues de flexión de falla y de propagación de fallas.

Dúplex de empuje

Los dúplex se producen cuando dos niveles de despegue están próximos entre sí dentro de una secuencia sedimentaria, como la parte superior e inferior de una capa de arenisca relativamente resistente delimitada por dos capas de lutita relativamente débiles. Cuando un cabalgamiento que se ha propagado a lo largo del despegue inferior, conocido como cabalgamiento de piso , corta hasta el despegue superior, conocido como cabalgamiento de techo , forma una rampa dentro de la capa más resistente. Con el desplazamiento continuo del cabalgamiento, se desarrollan mayores esfuerzos en el bloque inferior de la rampa debido a la curvatura de la falla. Esto puede provocar una nueva propagación a lo largo del cabalgamiento de piso hasta que vuelve a cortar para unirse al cabalgamiento de techo. Posteriormente, se produce un mayor desplazamiento a través de la rampa recién creada. Este proceso puede repetirse muchas veces, formando una serie de láminas de cabalgamiento delimitadas por fallas, conocidas como imbricaciones o caballetes , cada una con la geometría de un pliegue de curvatura de falla de pequeño desplazamiento. El resultado final suele ser un dúplex en forma de rombo.

La mayoría de los dúplex presentan solo pequeños desplazamientos en las fallas que los delimitan, las cuales se inclinan alejándose del antepaís. En ocasiones, el desplazamiento en cada dúplex es más significativo, de modo que cada uno se sitúa más o menos verticalmente sobre el otro; esto se conoce como apilamiento antiforme o apilamiento imbricado . Si los desplazamientos individuales son aún mayores, los dúplex presentan una inclinación hacia el antepaís.

El duplicamiento es un mecanismo muy eficiente para acomodar el acortamiento de la corteza mediante el engrosamiento de la sección en lugar de mediante el plegamiento y la deformación. [ 5 ]

Entorno tectónico

Un ejemplo de deformación superficial (cabalga) en Montana . Nótese que la caliza blanca de Madison se repite, con un ejemplo en primer plano y otro a mayor altura en la esquina superior derecha y en la parte superior de la imagen.

Las grandes fallas de cabalgamiento se producen en zonas sometidas a intensas fuerzas de compresión.

Estas condiciones existen en los cinturones orogénicos que resultan de dos colisiones tectónicas continentales o de la acreción en zonas de subducción .

Las fuerzas de compresión resultantes producen cadenas montañosas . El Himalaya , los Alpes y los Apalaches son ejemplos destacados de orogenias compresivas con numerosas fallas de cabalgamiento.

Las fallas de cabalgamiento se producen en la cuenca de antepaís , marginal a los cinturones orogénicos. En esta zona, la compresión no genera una orogénesis apreciable, que se acomoda principalmente mediante el plegamiento y apilamiento de cabalgamientos. En cambio, las fallas de cabalgamiento suelen provocar un engrosamiento de la sección estratigráfica . Cuando los cabalgamientos se desarrollan en orógenos formados en márgenes previamente fracturados , la inversión de las paleorriftas enterradas puede inducir la nucleación de rampas de cabalgamiento. [ 6 ]

Los cabalgamientos de las cuencas de antepaís también suelen observar la geometría de rampa-plana, con cabalgamientos que se propagan dentro de las unidades en "planas" de ángulo muy bajo (de 1 a 5 grados) y luego se mueven hacia arriba en rampas más pronunciadas (de 5 a 20 grados) donde desplazan las unidades estratigráficas. También se han detectado cabalgamientos en entornos cratónicos, donde la deformación de "antepaís lejano" ha avanzado hacia áreas intracontinentales. [ 6 ]

También se encuentran fallas de cabalgamiento y dúplex en las cuñas de acreción del margen de la fosa oceánica de las zonas de subducción, donde los sedimentos oceánicos se desprenden de la placa subducida y se acumulan. En este caso, la cuña de acreción debe engrosarse hasta un 200%, lo que se logra mediante la superposición de fallas de cabalgamiento en una mezcla de roca fracturada, a menudo con plegamientos caóticos. Aquí, las geometrías de rampa-plano rara vez se observan debido a que la fuerza de compresión actúa en un ángulo pronunciado con respecto a la estratificación sedimentaria.

Afloramiento de falla inversa (la línea roja traza la falla)

Historia

Las fallas de cabalgamiento no fueron reconocidas hasta el trabajo de Arnold Escher von der Linth , Albert Heim y Marcel Alexandre Bertrand en los Alpes, quienes trabajaron en el cabalgamiento de Glarus ; Charles Lapworth , Ben Peach y John Horne, quienes trabajaron en partes del cabalgamiento de Moine en las Tierras Altas de Escocia ; Alfred Elis Törnebohm en los Caledónides escandinavos y RG McConnell en las Montañas Rocosas canadienses. [ 7 ] [ 8 ] La constatación de que estratos más antiguos podían encontrarse, mediante fallas, sobre estratos más jóvenes fue alcanzada de forma más o menos independiente por geólogos en todas estas áreas durante la década de 1880. Geikie, en 1884, acuñó el término plano de cabalgamiento para describir este conjunto especial de fallas. Escribió:

Mediante un sistema de fallas inversas, un grupo de estratos cubre una gran extensión de terreno y, de hecho, se superpone a miembros superiores de la misma serie. Sin embargo, las dislocaciones más extraordinarias son aquellas a las que, para distinguirlas, hemos dado el nombre de planos de cabalgamiento. Se trata de fallas estrictamente inversas, pero con un ángulo de inclinación tan bajo que las rocas de su lado elevado han sido, por así decirlo, empujadas horizontalmente hacia adelante. [ 9 ] [ 10 ]

Referencias

  1. "deslizamiento vertical" . Glosario de terremotos . Servicio Geológico de los Estados Unidos . Consultado el 5 de diciembre de 2017 .
  2. "¿En qué se diferencian las fallas inversas de las fallas de cabalgamiento? ¿En qué se parecen?" . UCSB Science Line . Universidad de California, Santa Bárbara . 13 de febrero de 2012 . Consultado el 5 de diciembre de 2017 .
  3. Crosby, GW (1967). "Inclinaciones de alto ángulo en el borde erosivo de fallas de cabalgamiento" . Boletín de Geología del Petróleo Canadiense . 15 (3): 219– 229.
  4. Neuendorf, KKE; Mehl Jr., JP; Jackson, JA, eds. (2005). Glosario de Geología (5.ª ed.). Alexandria, Virginia: Instituto Geológico Americano. pág. 462.  
  5. Moore, Thomas E.; Potter, Christopher J. (2003). "Estructuras de juego en la secuencia ellesmeriana y estratos correlativos de la Reserva Nacional de Petróleo de Alaska" (PDF) . Informe de archivo abierto del Servicio Geológico de los Estados Unidos . Informe de archivo abierto. 03–253 . doi : 10.3133/ofr03253 . Recuperado el 5 de julio de 2022 .
  6. ^ Martins -Ferreira, Marco Antonio Caçador (abril de 2019). "Efectos de la inversión inicial de la grieta sobre el desarrollo de pliegue y empuje en un entorno cratónico de antepaís lejano". Tectonofísica . 757 : 88– 107. Código bibliográfico : 2019Tectp.757...88M . doi : 10.1016/j.tecto.2019.03.009 . S2CID 135346440 . 
  7. Peach, BN, Horne, J., Gunn, W., Clough, CT y Hinxman, LW (1907). La estructura geológica de las Tierras Altas del noroeste de Escocia (Memorias del Servicio Geológico de Escocia). His Majesty's Stationery Office, Glasgow.
  8. McConnell, RG (1887). Informe sobre la estructura geológica de una porción de las Montañas Rocosas . Geol. Surv. Canada Summ. Rept., 2 , p. 41.
  9. "Tectónica de empuje" . see.leeds.ac.uk .
  10. Archibald Geikie (13 de noviembre de 1884). "Las rocas cristalinas de las Tierras Altas escocesas" . Nature . 31 (785): 29– 31. Bibcode : 1884Natur..31...29G . doi : 10.1038/031029d0 .
  • Plegado, empuje y duplexación de los Apalaches. Archivado el 12 de enero de 2010 en Wayback Machine.
  • Página web de Rob Butler sobre empujes