En geología estructural y petrología , la clivaje describe un tipo de característica de roca plana que se desarrolla como resultado de la deformación y el metamorfismo . [1] El grado de deformación y metamorfismo junto con el tipo de roca determina el tipo de característica de clivaje que se desarrolla. Generalmente, estas estructuras se forman en rocas de grano fino compuestas de minerales afectados por la solución de presión . [1]
La clivaje es un tipo de foliación de rocas , un elemento estructural que describe la forma en que se desarrollan las características planares en una roca. La foliación se divide en dos grupos: primaria y secundaria. La primaria se ocupa de las rocas ígneas y sedimentarias , mientras que la secundaria se ocupa de las rocas que sufren metamorfismo como resultado de la deformación. La clivaje es un tipo de foliación secundaria asociada con rocas de grano fino. Para rocas de grano más grueso, se utiliza la esquistosidad para describir la foliación secundaria.
Existen diversas definiciones de clivaje, lo que puede generar confusión y debate. La terminología utilizada en este artículo se basa en gran medida en Passchier y Trouw (2005). Ellos afirman que el clivaje es un tipo de foliación secundaria en rocas de grano fino que se caracteriza por elementos de estructura plana que se forman en una orientación preferida. Algunos autores optan por utilizar clivaje para describir cualquier forma de foliación secundaria.
La presencia de elementos de tejido, como la orientación preferida de los minerales laminares o alargados, la estratificación compositiva, las variaciones en el tamaño del grano, etc., determinan el tipo de clivaje que se forma. El clivaje se clasifica como continuo o espaciado.
La clivaje continuo o penetrante describe rocas de grano fino que consisten en minerales laminares distribuidos uniformemente en una orientación preferida. [1] El tipo de clivaje continuo que se forma depende de los minerales presentes. Los minerales laminares no deformados, como las micas y los anfíboles, se alinean en una orientación preferida, y los minerales como el cuarzo o la calcita se deforman en una orientación preferida en forma de grano. La clivaje continuo depende de la escala, por lo que una roca con una clivaje continuo a nivel microscópico podría mostrar signos de clivaje espaciado cuando se observa a nivel macroscópico. [1]
Dado que la naturaleza de la clivaje depende de la escala, la clivaje pizarroso se define como aquella que tiene un espacio de 0,01 mm o menos entre capas. [1] La clivaje pizarroso a menudo ocurre después de la diagénesis y es la primera característica de clivaje que se forma después de que comienza la deformación. La tensión tectónica debe ser suficiente para permitir que se forme una nueva foliación fuerte, es decir, clivaje pizarroso.
La clivaje espaciado ocurre en rocas con minerales que no están distribuidos uniformemente y, como resultado, la roca forma capas discontinuas o lentes de diferentes tipos de minerales. [1] La clivaje espaciado contiene dos tipos de dominios: dominios de clivaje y microlitones. Los dominios de clivaje son límites planos subparalelos a la tendencia del dominio, y los microlitones están delimitados por los dominios de clivaje. Las clivajes espaciados se pueden clasificar en función de si los granos dentro de los microlitones están orientados aleatoriamente o contienen micropliegues de una estructura de foliación anterior. [1] Otras descripciones de las clivajes espaciados incluyen el tamaño del espaciado, la forma y el porcentaje de los dominios de clivaje, y la transición entre los dominios de clivaje y los microlitones.
La clivaje por crenulación contiene microlitos que fueron deformados por una foliación previa. El plegamiento ocurre cuando hay múltiples fases de deformación, la última de las cuales causa micropliegues simétricos o asimétricos que deforman foliaciones previas. [1] El tipo de patrón de clivaje por crenulación que se forma depende de la litología y del grado de deformación y metamorfismo.
La clivaje disyuntivo describe un tipo de clivaje espaciado donde los microlitones no se deforman en micropliegues y la formación es independiente de cualquier foliación previa presente en la roca. [2] Un término común y obsoleto para clivaje disyuntivo es clivaje por fractura. Se recomienda [ ¿según quién? ] evitar este término debido a la tendencia a malinterpretar la formación de una característica de clivaje.
Cuando una foliación de clivaje más antigua se borra y se reemplaza por una foliación más joven debido a una deformación más fuerte y es evidencia de múltiples eventos de deformación.
El desarrollo de la foliación por clivaje implica una combinación de varios mecanismos que dependen de la composición de las rocas, los procesos tectónicos y las condiciones metamórficas. La magnitud y la orientación de la tensión, junto con las condiciones de presión y temperatura, determinan cómo se deforma un mineral. Los clivajes se forman aproximadamente en paralelo al plano XY de la deformación tectónica y se clasifican en función del tipo de deformación. Los mecanismos que actualmente se cree que controlan la formación de clivajes son la rotación de los granos minerales, la transferencia de solución, la recristalización dinámica y la recristalización estática. [1]
Durante la deformación dúctil, es probable que los granos minerales con una alta relación de aspecto giren de modo que su orientación media esté en la misma dirección que el plano XY de deformación finita . [1] Los granos minerales pueden plegarse si se orientan perpendicularmente a la dirección de acortamiento.
Las foliaciones por clivaje pueden resultar debido a la transferencia de solución inducida por estrés por la redistribución de granos minerales desiguales por solución a presión y recristalización. [1] Esto también ayudaría a aumentar la rotación de granos minerales alargados y tabulares. Los granos de mica que experimentan transferencia de solución se alinearán en una orientación preferida. Si los granos minerales afectados por la solución a presión se deforman a través de procesos de cristalización plástica , el grano se extenderá a lo largo del plano XY de deformación finita. [1] Este proceso da forma a los granos en una orientación preferida.
La recristalización dinámica ocurre cuando una roca sufre condiciones metamórficas y se produce un reequilibrio de la composición química de un mineral. [1] Esto sucede cuando hay una disminución de la energía libre almacenada en los granos deformados. Las micas deformadas pueden almacenar una cantidad suficiente de energía de deformación que puede permitir que se produzca la recristalización. Este proceso permite el recrecimiento orientado de minerales nuevos y viejos en la red cristalina dañada durante el desarrollo de la clivaje.
Este proceso ocurre después de la deformación o en ausencia de deformación dinámica. Dependiendo de la intensidad del calor durante la recristalización, la foliación se fortalecerá o debilitará. Si el calor es demasiado intenso, la foliación se debilitará debido a la nucleación y el crecimiento de nuevos cristales orientados aleatoriamente y la roca se convertirá en una hornfels . [1] Si se aplica un calor mínimo a una roca con una foliación preexistente y sin un cambio en el ensamblaje mineral, la escisión se fortalecerá mediante el crecimiento de micas paralelo a la foliación.
Las foliaciones presentan una relación geométrica medible con el plano axial de los pliegues desarrollados durante la deformación y se denominan foliaciones planares axiales. Las foliaciones están dispuestas simétricamente con respecto al plano axial, dependiendo de la composición y la competencia de una roca. Por ejemplo, cuando se pliegan secuencias mixtas de arenisca y lutita durante un metamorfismo de grado muy bajo a bajo, se forman foliaciones paralelas al plano axial del pliegue, particularmente en las partes ricas en arcilla de la secuencia. En las alternancias plegadas de arenisca y lutita, la foliación tiene una disposición en abanico, divergente en las capas de lutita y convergente en las areniscas. Se cree que esto se debe a que el plegamiento está controlado por el pandeo de las capas de arenisca más fuertes mientras que las lutitas más débiles se deforman para llenar los espacios intermedios. [3] El resultado es una característica conocida como abanico de foliación. [1]
En ingeniería geotécnica, un plano de clivaje forma una discontinuidad que puede tener una gran influencia en el comportamiento mecánico (resistencia, deformación, etc.) de masas rocosas, por ejemplo, en la construcción de túneles , cimientos o taludes .