Compatibilidad geométrica de fallas y pliegues

La existencia de estructuras por deformación tectónica es atribuida a la acción de esfuerzos que actuaron sobre un determinado afloramiento rocoso. Independientemente de que éstas sean vistas a escala regional o local, el arreglo geométrico en el que se disponen tiene características propias bajo un estado de esfuerzos dado. A partir de esta premisa, se desprenden dos situaciones ideales que generalizan dicho concepto. El primero, corresponde a un régimen compresivo relacionado a la generación de fallas inversas y pliegues; y el segundo a uno extensional asociado a fallas normales. En cada uno de estos procesos, el conjunto de estructuras formadas son compatibles o sincrónicas con la deformación, las que a su vez tienen orientaciones definidas respecto al campo de esfuerzos dominante.

Un primer acercamiento al análisis tectónico permite ver que dicha temporalidad es verificable según el modelo de cizalla de Ramsay (1967). Del cual puede establecerse un sistema de rumbo sinestral controlado por una compresión principal de dirección NE-SO que da lugar a fallas inversas y pliegues orientados aproximadamente a 90º de las fallas normales y a la misma compresión (Fig. 1). Bajo esta perspectiva, las estructuras compresivas resultantes son compatibles con las fallas normales.

Figura 1. Estructuras compatibles (fallas inversas, normales y pliegues) para una compresión regional NE-SO al interior de un sistema de rumbo sinestral.

Además, un hecho a tener cuenta es la edad de la deformación, la que en base a edades relativas (relaciones estratigráficas) o absolutas (dataciones radiométricas) ayuda a distinguir qué fallas se han producido simultáneamente con otras. Sin embargo, en la naturaleza es común que rocas antiguas muestren superficies de falla con deformación sobreimpuesta por reactivación; y que por ende, estas últimas tengan orientaciones aparentemente compatibles con otras más jóvenes, pero con una cinemática distinta (Fig. 2).

Figura 2. Deformación de cizalla simple (Ramsay, 1967) a lo largo de un sistema de rumbo dextral. Nótese que mientras la deformación se incrementa (de izquierda a derecha) las fallas más antiguas son reactivadas sucesivamente (en gris). Las que de acuerdo a su disposición geométrica resultante tienen una aparente compatibilidad con las más jóvenes. Tomado de Waldron (2005).

Al tener una segunda compresión N-S a lo largo de un sistema de rumbo dextral, se forman de manera análoga al primer ejemplo, fallas normales e inversas compatibles que son diferentes en tiempo con fallas inversas y pliegues NO-SE (Fig. 3).

Figura 3. Fallas normales e inversas compatibles para una compresión regional N-S en un sistema de rumbo dextral. Asimismo, se observa a las que no son compatibles (en círculos) con esta deformación.

Para ambos campos de esfuerzos, la tectónica no se encuentra completamente definida ya que sólo se sabe de la existencia de un evento compresivo dentro de una zona de cizalla mayor. Como resultado de la distribución vectorial de los esfuerzos compresivos se generan regímenes transtensivos y transpresivos, los que son caracterizables según el predominio local de estructuras extensionales y compresivas, respectivamente.

Por lo tanto, las estructuras tectónicas que usualmente se mapean durante el cartografiado geológico no son evidencias necesarias y/o directas de algún régimen tectónico en particular. Sobre todo cuando éstas sólo representan los últimos movimientos que afectaron a un nivel estratigráfico dado para una edad de deformación, que según sea el caso puede ser desconocida. Razón por la cual las fallas normales al observarse puntualmente podrían ser asignadas como parte de un régimen extensional, lo que por anología también podría pensarse sobre fallas inversas para uno compresivo. De forma que el análisis tectónico es más fiable en rocas relativamente recientes que tengan un mínimo de eventos tectónicos sobreimpuestos, tal es el caso de rocas neógenas o sedimentos cuaternarios en el Antearco y Cordillera Occidental del Perú. Finalmente, el estudio de fallas y pliegues en sistemas rumbo ligados a esfuerzos oblicuos sugiere que esta metodología es incluso aplicable al estudio de fracturas. Especialmente en aquellas sobre las que se emplazan estructuras volcánicas o cuerpos mineralizantes (Saint Blanquat et al., 1998).

Referencias:

-RAMSAY, J. G. (1967). Folding and Fracturing of Rocks. New York, McGraw-Hill, 567p.

-SAINT BLANQUAT, M., TIKOFF, B., TEYSSIER, C., VIGNERESSE, J.L. (1998). Transpressional kinematics and magmatic arcs. Geological Society, London, Special Publications; v. 135, 327-340.

-WALDRON, J. W. F. (2005). Extensional fault arrays in strike-slip and transtension. Journal of Structural Geology 27, 23-34.