Esforços, Deformacions i Orogènesi: Guia Completa de Geologia Estructural

Esforços i Deformacions en Geologia

Esforços: Entenem per esforç la força per unitat de superfície. Poden ser:

1. De compressió (choquen 2 plaques)
2. De distensió (se separen)
3. De cisalla (llisquen lateralment)

Les deformacions que pot experimentar una roca poden ser de tres tipus:

1. Deformació elàstica (def. temporal i reversible)
2. Deformació plàstica (def. permanent, en acabar l'esforç la roca segueix deformada)
3. Deformació fràgil (la pressió que s'aplica a la roca provoca la seva fractura)

Comportament fràgil: domini plàstic és curt. / Comportament dúctil: domini és llarg.

Factors que condicionen el comportament de les roques en ser deformades:

• Pressió i temperatura (les altes fan que els materials es comportin de manera més dúctil)
• Composició i estructura de la roca (laminació fina)
• Intensitat de l'esforç (deformació lenta i suau)
• Contingut de fluids (un alt fa les roques més plàstiques)

Plegaments

Estructures formades com a conseqüència de forces de compressió lateral o cisalla, i que es presenten en forma d'ondulacions. Hi ha un escurçament de la massa de roques. S'observen en roques estratificades (sedimentàries i metamòrfiques).

Parts d'un Plegament

• Xarnera
• Flanc
• Pla axial (uneix xarneres, part recta)
• Eix de plec (entre pla axial i xarnera)
• Vergència (entre pla axial i pla vertical)
• Nucli

Anticlinal (materials vells al nucli). Sinclinal (materials moderns al nucli).

Segons la Vergència

Plec dret, inclinat, tombat i ajagut.

Plec-falla: plegament produït quan els esforços que originen el plec són tan intensos que superen el límit de plasticitat de les roques que s'acaben trencant.

Deformacions Fràgils: Diàclasis i Falles

Diàclasis

Esquerdes: són una fractura sense desplaçament dels blocs fracturats. Són esquerdes a les roques, el gruix, l'extensió i la profunditat són molt variables com també la seva forma.

Falles

Estructures tectòniques produïdes a causa d'esforços de tensió, de compressió o de cisalla sobre materials amb comportament fràgil.

Parts d'una Falla

• Pla de falla (superfície en la que es desplacen els blocs)
• Blocs de falla (els dos blocs)
• Línia de falla (intersecció entre pla i superfície)
• Salt de falla (distància entre moviment i nivell anterior)

Classificació segons els Moviments dels Blocs

• Falla normal
• Falla inversa
• Falla de direcció

Sistemes de falles: Graben (enfonsats cap a l'interior). Horst (blocs elevats progressivament cap al centre).

Roques i Metamorfisme

Metamorfisme: Conjunt de canvis que es produeixen a les roques com a conseqüència de l'augment de la pressió i la temperatura.

Factors que Generen Metamorfisme

• Temperatura (avancem a l'interior de la Terra, la temperatura s'incrementa uns 30ºC per km, es coneix com a gradient geotèrmic)
• Pressió (augmenta amb la fondària, degut al pes de les roques que hi ha al damunt, l'anomenem pressió litostàtica)

Canvis Fisicoquímics de la Roca

Un mineral o roca està sotmès a unes condicions diferents a les que hi havia quan es va originar, les transformacions poden ser:

• Transformació en minerals polimòrfics (molècules es reestructuren però no s'altera el nombre d'àtoms)
• Transformacions en les quals hi ha canvi químic (no tenen la mateixa composició química)

Tipus de Metamorfisme

El regional i el de contacte, per la seva freqüència i extensió tenen més importància en la geodinàmica interna.

Metamorfisme Regional

L'escorça terrestre està sotmesa a esforços de compressió que es pleguen i formen serralades. Es poden definir tres zones:

• Epizona: + superficial predominen roques amb baix grau de metamorfisme (pissarres)
• Mesozona: grau mitjà de metamorfisme, amb roques i esquists i amfibolites
• Catazona: zona amb grau més elevat de metamorfisme (Gneis i migmatites)

Altres Tipus de Metamorfisme

• Metamorfisme de contacte: el magma ascendeix des de les zones profundes de la Terra i provoca un fort escalfament de les roques del voltant.
• Metamorfisme d'enterrament: domina la pressió produïda pel pes de les roques al damunt.
• Metamorfisme dinàmic: es produeix per un fort fregament, i té lloc a les roques que es troben just en el pla d'una falla.

Migmatització o Anatèxia

Ens indiquen el límit entre metamorfisme i magmatisme, a vegades només hi ha una fusió parcial i les roques s'anomenen migmatites (bandes clares de minerals). Anatèxia: punt de fusió d'una roca.

Orogènesi

Comença quan el marge que separa l'escorça oceànica de la continental deixa de ser inactiu, hi ha canvis en els corrents convectius que hi ha a l'astenosfera.

Tipus d'Orògens

• Orògens andins (placa oceànica col·lideix amb placa continental)
• Orògens alpins (després d'un llarg període de subducció d'una placa oceànica sota una de continental, el continent que hi ha a l'altre extrem es va aproximant i es produeix una col·lisió entre els dos continents, l'oceà desapareix)

Moviments isostàtics: aixecaments del relleu provocats pel reajustament del mantell.

Nivells Estructurals Dins dels Orògens

1. Nivell superior: a causa de la baixa pressió, la compressió genera preferentment grans fractures.
2. Nivell mitjà: la pressió és més elevada i la fracturació de les roques no es veu tan afavorida.
3. Nivell inferior: ve definida pel límit superior de l'esquistositat.

Orògens Andins

Fregament entre dues plaques que genera un plegament intens de la zona marginal de la placa continental. Es produeixen erupcions volcàniques amb laves de diferents composicions formant franges longitudinals dins l'orògen, les nombroses masses de magma que es formen a l'interior d'aquests orògens generen batòlits que originaran roques plutòniques.

Orògens Alpins

Cap de les dues capes pateix una subducció completa ja que les dues són continentals, gruixudes però lleugeres, les dues es deformen a causa dels efectes de la pressió, mentre que el magmatisme és escàs. Els materials que formaven l'antiga conca sedimentària formen plecs tombats i extensos mantells de corriment (Alps, Pirineus, Apenins...).

Durant l'orogènia es formen conques sedimentàries perifèriques anomenades sinorogèniques on arriben materials procedents de l'erosió de la serralada que s'està aixecant.

Epirogènesi: moviment vertical que genera forts relleus, dura fins que el límit entre l'escorça i el mantell assoleix un valor normal de profunditat. En la postorogènica predomina la distensió i poden formar-se falles.