Tectónica y Geología Estructural: Conceptos Clave

La tectónica y la geología estructural son ramas fundamentales de la geología que estudian la deformación y la estructura de la corteza terrestre. A continuación, se definen estos conceptos y se exploran los factores que influyen en el comportamiento de los materiales terrestres.

Definiciones

• Tectónica: Estudia los procesos de traslación y deformación de los materiales de la corteza terrestre a todas las escalas.
• Geología estructural: Analiza la disposición de los materiales como resultado de la dinámica interna de la corteza terrestre.
• Geodinámica interna: Se enfoca en los fenómenos que ocurren en el interior de la corteza y sus consecuencias (orogenia, vulcanismo, terremotos).

Factores que influyen en el comportamiento de los materiales

El comportamiento de los materiales de la corteza terrestre frente a los fenómenos dinámicos internos depende de varios factores:

• Presión:
  • Presión litostática: Aumenta aproximadamente 250 kp/cm² por cada kilómetro de profundidad.
  • Presión orientada: Causada por empujes orogénicos.
  • Presión en zonas de subducción: Se produce en zonas intraplaca.

  A altas presiones, las rocas se comprimen y se vuelven más plásticas.

• Temperatura:
  • Aumenta con la profundidad, aproximadamente 1°C cada 33 metros.
  • Puede ser generada por deformaciones mecánicas.
  • Se incrementa por intrusiones magmáticas.
  • Es influenciada por reacciones de elementos radioactivos.
• Tiempo: La unidad de medida en geología es el millón de años.
• Fluidos: Las intrusiones de fluidos actúan como lubricantes, facilitando la deformación.
• Anisotropía: La resistencia de las rocas y sedimentos varía con la dirección debido a la orientación de los cristales.

Tipos de Deformación

Las rocas pueden responder a los esfuerzos de diferentes maneras:

• Deformación elástica: El material recupera su forma original después de que cesa el esfuerzo. Ejemplos: rebote sísmico, ondas sísmicas, mareas terrestres.
• Deformación frágil: La roca se fractura. Ejemplos: fallas, fracturas, diaclasas.
• Deformación dúctil: La roca se deforma permanentemente sin romperse. Ejemplo: pliegues.
• Deformación frágil y dúctil: Combinación de los dos tipos anteriores.
• Deformación viscosa: El material se comporta como un fluido con una determinada viscosidad. Ejemplos: pliegues de flujo viscoso, domos.

Deformación Frágil: Fallas y Diaclasas

Fallas

Una falla es una fractura en la roca a lo largo de la cual se produce un desplazamiento visible de los bloques.

• Salto de falla: Magnitud del desplazamiento entre los bloques.
• Plano de falla: Superficie a lo largo de la cual ocurre la fractura y el desplazamiento.
• Labio levantado: Bloque rocoso superior.
• Labio hundido: Bloque rocoso inferior.

Tipos de fallas:

• Falla normal: Resulta de un alargamiento de la corteza.
• Falla inversa: Resulta de un acortamiento de la corteza.
• Falla de desgarre (o de rumbo): El desplazamiento es principalmente horizontal, paralelo a la dirección de la falla.
• Falla transformante: Tipo especial de falla de desgarre que se encuentra en los bordes de las placas tectónicas, especialmente en las dorsales oceánicas. Son perpendiculares a la dorsal.

Diaclasas

Una diaclasa es una fractura en la roca sin desplazamiento apreciable, o con una mínima separación transversal. Pueden originarse por tracción, compresión o disolución.

Las diaclasas son comunes en todo tipo de rocas y a menudo aparecen en familias de planos paralelos.

Tipos de diaclasas:

• De origen tectónico: Asociadas a pliegues y fallas, paralelas al plano de falla.
• En rocas ígneas: Generadas por contracción durante el enfriamiento del magma.
• De relajación: Causadas por la reducción de la carga que soportan las rocas debido a la erosión. Se disponen subparalelas a la superficie topográfica.
• Por disolución: Comunes en rocas carbonatadas y salinas, resultantes de la disolución de la roca.

Deformación Dúctil: Pliegues

Un pliegue es una curvatura en las rocas, generalmente en estratos sedimentarios, que resulta de la deformación dúctil por compresión lateral.

• Charnela: Zona de máxima curvatura del pliegue.
• Eje: Línea imaginaria que conecta los puntos de máxima curvatura en cada capa del pliegue (intersección entre la superficie axial y la charnela).
• Núcleo: Parte más interna del pliegue.
• Superficie axial (o plano axial): Plano imaginario que divide el pliegue en dos mitades, pasando por la charnela.
• Flancos: Cada uno de los lados del pliegue, separados por el plano axial.

Clasificación de los pliegues:

• Según la antigüedad del núcleo:
  • Anticlinal: El núcleo contiene los materiales más antiguos.
  • Sinclinal: El núcleo contiene los materiales más modernos.
• Según la inclinación del plano axial:
  • Vertical: El plano axial forma 90° con la horizontal.
  • Inclinado: El plano axial forma un ángulo distinto de 90° con la horizontal.
  • Tumbado: El plano axial es aproximadamente horizontal.
• Según la relación entre los flancos:
  • Simétricos: La superficie axial divide el pliegue en dos partes simétricas, con flancos de igual buzamiento (ángulo de inclinación).
  • Asimétricos: La superficie axial no divide el pliegue en partes simétricas, y los flancos tienen diferente buzamiento.

Deformación Viscosa: Domos y Diapiros

Los domos y diapiros son estructuras intrusivas formadas por masas de rocas evaporíticas (yeso, sales, anhidrita). Estas rocas, muy plásticas y sometidas a alta presión, ascienden a través de las capas sedimentarias, deformándolas. Este proceso, conocido como diapirismo, ocurre a lo largo de millones de años.

Los diapiros suelen tener forma de cilindro, seta o gota, y pueden alcanzar grandes dimensiones (cientos de metros a 3 km de diámetro).

Teorías Orogénicas: El Origen de las Montañas

Las teorías orogénicas explican los movimientos de la corteza terrestre y la formación de las montañas (orogénesis).

• Zonas tectónicas: Áreas que han experimentado deformaciones a escala global, generalmente en los bordes de las placas tectónicas, impulsadas por energía mecánica o térmica (ejemplos: Alpes, Pirineos, Himalaya).
• Cratones (o Escudos): Zonas geológicamente estables que han permanecido inactivas durante largos períodos. Son áreas rígidas y frías, compuestas por rocas ígneas y metamórficas, formando extensas llanuras (ejemplos: Escudo Canadiense, Cratón de África Central).
• Ciclos Orogénicos: Representan la historia de las deformaciones sufridas por una zona montañosa desde su origen. Algunos ciclos orogénicos importantes son:
  • Precámbrico: Huroniana, Caleriana.
  • Paleozoico: Caledoniana, Hercínica.
  • Cenozoico: Alpina.

Teoría de los Geosinclinales (Hall, 1859)

James Hall propuso que los geosinclinales eran extensas zonas de sedimentación donde se acumulaban grandes espesores de sedimentos (más de 10 km). Estos materiales, sometidos a altas presiones y temperaturas, se metamorfizaban, fundían, plegaban y ascendían para formar cadenas montañosas.

Teoría de la Deriva Continental (Wegener, 1915)

Alfred Wegener postuló que los continentes actuales estuvieron unidos en el pasado en un supercontinente llamado Pangea. Aportó pruebas paleontológicas, geográficas y paleoclimáticas para sustentar su teoría de que los continentes se habían separado y desplazado a lo largo del tiempo.

Teoría de la Tectónica de Placas

Esta teoría, ampliamente aceptada en la actualidad, explica la estructura de la litosfera (capa externa rígida de la Tierra) como un conjunto de placas tectónicas que se mueven sobre el manto terrestre. Explica la formación de montañas (orogénesis), la distribución de terremotos y volcanes, y la presencia de fosas submarinas.

Dorsales Oceánicas

Las dorsales oceánicas son cadenas montañosas submarinas que se forman por el ascenso de rocas fundidas desde el manto. Presentan un valle central (rift) donde se produce un intenso vulcanismo. Características:

• Elevado flujo térmico (salida de lava).
• Sismicidad.
• Escarpes topográficos.
• Ausencia de sedimentos.

Expansión del Fondo Oceánico (Hess, 1960)

Harry Hess propuso que a lo largo de los rifts de las dorsales oceánicas emerge material magmático, formando nueva corteza oceánica. Esta corteza se desplaza lateralmente, alejándose de la dorsal, en un proceso conocido como expansión del fondo oceánico. Las bandas de corteza más alejadas de la dorsal son las más antiguas. La orientación de las partículas magnéticas en estas bandas registra las inversiones del campo magnético terrestre (paleomagnetismo).

Placas Litosféricas

La litosfera está dividida en placas que interactúan entre sí. Los bordes de las placas pueden ser:

• Constructivos: Dorsales oceánicas, donde se crea nueva corteza.
• Pasivos: Fallas transformantes, donde las placas se deslizan lateralmente.
• Destructivos: Zonas de subducción (zonas de Benioff), donde una placa se hunde bajo otra.

Zonas de Benioff (Zonas de Subducción)

Son zonas donde la corteza oceánica se hunde bajo los bordes continentales (o bajo otra placa oceánica). Los materiales de la corteza se reincorporan al manto. Estas zonas se caracterizan por:

• Intensa actividad sísmica.
• Actividad volcánica.
• Orogénesis (formación de montañas).

Tipos de bordes destructivos:

• Placa oceánica contra placa continental.
• Placa oceánica contra placa oceánica.
• Placa continental contra placa continental.