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Lado liso

Líneas de deslizamiento a 500 m de profundidad en una arenisca del Pérmico

En geología , una superficie pulida es una superficie lisa causada por el movimiento de fricción entre rocas a lo largo de una falla . Esta superficie suele estar estriada con características lineales, llamadas líneas de fricción , en la dirección del movimiento. [1]

Geometría de los lados lisos

Una superficie resbaladiza puede presentarse como una superficie única en una falla entre dos superficies duras. Alternativamente, la ranura entre las superficies de falla puede contener muchas superficies de deslizamiento anastomóticas que albergan superficies resbalosas. [2] Estas superficies de deslizamiento tienen un espesor del orden de 100 micrómetros, [3] y el tamaño de los granos que constituyen la superficie es ultrafino (0,01-1 micrómetro de diámetro). [4] Estos granos son diferentes a los granos típicos de la roca de falla en que tienen límites de grano irregulares y pocos defectos en la red cristalina (denominados dislocaciones). [4]

Las líneas de deslizamiento tienen formas llamativas que se pueden utilizar para determinar la dirección del movimiento a lo largo de la falla. [5] Las líneas de deslizamiento rectas indican un movimiento de falla lineal-traslacional. Son paralelas a la dirección del movimiento de la falla y sirven como un indicador cinemático. [6] Las líneas de deslizamiento curvas se han estudiado recientemente por su potencial para preservar la dirección de propagación de la ruptura sísmica . [7]

Rugosidad de la superficie

La formación de slickenside da como resultado una rugosidad única en una superficie de deslizamiento. La rugosidad de la superficie de la falla (o topografía) se caracteriza por la relación de aspecto de la altura de la aspereza con la escala de observación, y esta rugosidad es un parámetro clave en el estudio del deslizamiento de falla. [8] En general, una superficie de falla parece más rugosa en escalas más pequeñas (es decir, rugosa y llena de baches en escalas de aproximadamente milimetros y más pequeñas, y cada vez más suave con campos de visión más grandes). [9] Este suavizado con escalas de observación más grandes es más pronunciado en la dirección paralela al deslizamiento que en la dirección perpendicular al deslizamiento y es comúnmente un resultado de la formación de slickenside.

Mecanismos para crear slickensides

Lado resbaladizo de un espejo en la escarpa de la falla Fairview, valle Dixie, Nevada, EE. UU.

La geometría única de un slickenside se puede crear de diversas maneras, [10] pero los mecanismos precisos que los crean no se comprenden bien. La molienda entre dos rocas produce material granular y hay un cambio en el comportamiento del material de desgaste cuando el tamaño de partícula se reduce a nanómetros. [11] Cuando el tamaño de partícula se reduce tan drásticamente que la superficie se vuelve brillante, se puede caracterizar como un espejo de falla . [11]

Un espejo de falla también puede ser el resultado de la presencia de fluido en la superficie de la falla durante el deslizamiento. [12] Una vez que el deslizamiento se ha detenido, este fluido se solidifica como un gel de sílice , que parece brillante y alberga líneas de deslizamiento.

Arado de asperezas

Una aspereza en la superficie de una falla es una protuberancia o punto con un relieve más alto que el área que la rodea. La aspereza, cuando se presiona contra la superficie de la roca opuesta y luego se mueve, excava en la roca opuesta, formando depresiones, surcos y raspaduras. [10] La erosión de la aspereza es, por lo tanto, el resultado de una deformación permanente en el régimen frágil a pequeña escala. [13]

Rayas de escombros

Cuando una aspereza se introduce en la roca opuesta, se desgasta a sí misma y a la roca opuesta y produce escombros finos. Estos escombros, o producto de desgaste, se acumulan tanto delante como detrás de la aspereza en una forma larga y alargada. Si la aspereza es relativamente dura, los escombros se acumularán delante de la aspereza. Si la aspereza es relativamente blanda, los escombros se arrastrarán detrás. Estos escombros se endurecen con el tiempo y se conservan como una forma de hilo de lija. [10]

Refugio erosivo

Algunas rocas pueden contener partículas más duras que el resto de la roca. Cuando estas rocas se desgastan, las partículas más duras resistirán el desgaste más que las rocas más blandas; la roca que se encuentra en el lado de sotavento de la partícula dura estará protegida del desgaste. Esto crea una cola que comienza abruptamente como un peñasco donde se encontraba la partícula dura y se alarga en paralelo a la dirección del movimiento descendente desde la partícula. [10]

Cómo se forman los escalones de fibra pulida y muestran la sensación de movimiento en una falla.

Crecimiento de la fibra

El plano de falla puede estar recubierto por fibras minerales que crecieron durante el movimiento de la falla, conocidas como fibras slicken . Debido a las irregularidades en el plano de falla, las fibras slicken expuestas suelen tener una apariencia escalonada que se puede utilizar para determinar el sentido del movimiento a través de la falla.

Fibras de calcita y clorita en una pequeña falla que corta rocas metavolcánicas de facies de esquisto verde del techo colgante del lago Saddlebag, Sierra Nevada, California

Las fibras de deslizamiento son minerales secundarios que forman las superficies de deslizamiento en lugar de la roca en sí. Las fibras de deslizamiento se forman en áreas donde la roca se desliza lentamente una sobre otra en lugar de deslizarse repentinamente como resultado de un terremoto . [14] A diferencia de las líneas de deslizamiento, que ofrecen dos posibilidades para la dirección de deslizamiento, las fibras de deslizamiento preservan la verdadera dirección de deslizamiento. [14]

Trascendencia

Las superficies resbaladizas proporcionan información útil sobre los procesos sísmicos. Recientemente se han utilizado fibras resbaladizas de calcita para limitar la profundidad del deslizamiento asísmico en los montes Zagros , así como la orientación de la tensión que actúa sobre la falla. [15] También se ha sugerido que cuando hay múltiples orientaciones de fibras resbaladizas o de escalones resbaladizas, esto puede indicar que el esfuerzo cortante en curso no está ablandando la deformación, por lo que el deslizamiento no tiene una dirección constante. [11]

Además de la dirección del deslizamiento, las líneas de deslizamiento también se han utilizado para limitar el tiempo del deslizamiento de la falla. [16] También preservan cualquier complejidad en la geometría de la ruptura del terremoto. [17]

Otros tipos de slickensides

Lados resbaladizos en suelos

En pedología , el estudio de los suelos en sus entornos naturales, un slickenside es una superficie de las grietas producidas en suelos que contienen una alta proporción de arcillas expansivas . Los slickensides son un tipo de cutan . En la Clasificación de suelos de Australia , los slickensides, junto con los agregados estructurales lenticulares , son un indicador de un vertisol . [18]

Slickensides en la Luna

En la Luna , una roca con lados resbaladizos, descubierta en un pequeño cráter lleno de escombros en la Estación 9 cerca de Rima Hadley , fue fotografiada durante una caminata lunar por la tripulación del Apolo 15. [ 19] [20] [21]



Galería

Notas

  1. ^ Tjia, HD (1964). "Lados resbaladizos y movimientos de fallas". Boletín de la Sociedad Geológica de América . 75 (7): 683–686. doi :10.1130/0016-7606(1964)75[683:SAFM]2.0.CO;2.
  2. ^ Scholz, Christopher H. (2019). La mecánica de los terremotos y las fallas. Cambridge University Press. pág. 128. ISBN 978-1-107-16348-5.
  3. ^ Sagy, Amir; Brodsky, Emily E. (febrero de 2009). "Asperidades geométricas y reológicas en una zona de falla expuesta". Revista de investigación geofísica: Tierra sólida . 114 (B2). Código Bibliográfico :2009JGRB..114.2301S. doi :10.1029/2008JB005701.
  4. ^ ab Power, William L.; Tullis, Terry E. (enero de 1989). "La relación entre las superficies resbaladizas en cuarzo de grano fino y el ciclo sísmico". Journal of Structural Geology . 11 (7): 879–893. Bibcode :1989JSG....11..879P. doi :10.1016/0191-8141(89)90105-3.
  5. ^ Doblas, Miguel (septiembre de 1998). "Indicadores cinemáticos de Slickenside". Tectonofísica . 295 (1–2): 187–197. Código Bibliográfico :1998Tectp.295..187D. doi :10.1016/S0040-1951(98)00120-6.
  6. ^ Mandal, Nibir; Chakraborty, Chandan (enero de 1989). "Movimiento de fallas y líneas de deslizamiento curvas: un análisis teórico". Journal of Structural Geology . 11 (4): 497–501. Bibcode :1989JSG....11..497M. doi :10.1016/0191-8141(89)90026-6.
  7. ^ Kearse, Jesse; Kaneko, Yoshihiro; Little, Tim; Van Dissen, Russ (septiembre de 2019). "Las líneas de deslizamiento curvas preservan la dirección de propagación de la ruptura". Geología . 47 (9): 838–842. Código Bibliográfico :2019Geo....47..838K. doi :10.1130/G46563.1.
  8. ^ Brodsky, Emily E.; Kirkpatrick, James D.; Candela, Thibault (enero de 2016). "Restricciones derivadas de la rugosidad de las fallas en la resistencia de las rocas dependiente de la escala". Geología . 44 (1): 19–22. Bibcode :2016Geo....44...19B. doi :10.1130/G37206.1.
  9. ^ Candela, Thibault; Renard, François; Klinger, Yann; Mair, Karen; Schmittbuhl, Jean; Brodsky, Emily E. (agosto de 2012). "Rugosidad de superficies de fallas a lo largo de nueve décadas de escalas de longitud". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 117 (B8). Código Bibliográfico :2012JGRB..117.8409C. doi :10.1029/2011JB009041.
  10. ^ abcd Means, WD (1987). "Un tipo de estriación de superficie resbaladiza recientemente reconocido". Journal of Structural Geology . 9 (5–6): 585–590. Bibcode :1987JSG.....9..585M. doi :10.1016/0191-8141(87)90143-X.
  11. ^ abc Toy, Virginia G.; Niemeijer, André; Renard, Francois; Morales, Luiz; Wirth, Richard (mayo de 2017). "Desarrollo de estriaciones y líneas de fricción en superficies de fallas de cuarzo en condiciones de la corteza: origen y efecto sobre la fricción". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 122 (5): 3497–3512. Bibcode :2017JGRB..122.3497T. doi :10.1002/2016JB013498. hdl : 1874/351354 .
  12. ^ Kirkpatrick, JD; Rowe, CD; White, JC; Brodsky, EE (septiembre de 2013). "Formación de gel de sílice durante el deslizamiento de fallas: evidencia del registro de rocas". Geología . 41 (9): 1015–1018. Bibcode :2013Geo....41.1015K. doi :10.1130/G34483.1.
  13. ^ Kirkpatrick, James D.; Brodsky, Emily E. (diciembre de 2014). "Orientaciones de líneas de deslizamiento como registro de la reología de rocas de falla". Earth and Planetary Science Letters . 408 : 24–34. Bibcode :2014E&PSL.408...24K. doi :10.1016/j.epsl.2014.09.040.
  14. ^ ab Ishii, Eiichi (diciembre de 2017). "Estimación de la transmisividad potencial más alta de fracturas de corte discretas utilizando el índice de ductilidad". Revista internacional de mecánica de rocas y ciencias mineras . 100 : 10–22. Código Bibliográfico :2017IJRMM.100...10I. doi :10.1016/j.ijrmms.2017.10.017.
  15. ^ Sarkarinejad, Khalil; Mottahedi, Maryam; Nori, Maryam (noviembre de 2021). "Deslizamiento asísmico en los empujes activos Sabz-Pushan y Sepidar, Irán: evidencia microestructural y cinemática del deslizamiento de la fibra de la línea de deslizamiento". Revista Internacional de Ciencias de la Tierra . 110 (8): 2831–2848. Código Bibliográfico :2021IJEaS.110.2831S. doi :10.1007/s00531-021-02081-1.
  16. ^ Norris, DK (junio de 2001). "Líneas de deslizamiento y cinemática de la deflexión de Crowsnest en las Montañas Rocosas del sur de Canadá". Journal of Structural Geology . 23 (6–7): 1089–1102. Bibcode :2001JSG....23.1089N. doi :10.1016/S0191-8141(00)00180-2.
  17. ^ Macklin, Clarrie; Kaneko, Yoshihiro; Kearse, Jesse (junio de 2021). "Las líneas de fricción cosímicas registran la aparición de múltiples frentes de ruptura durante un terremoto que rompe la superficie". Tectonofísica . 808 : 228834. Bibcode :2021Tectp.80828834M. doi :10.1016/j.tecto.2021.228834.
  18. ^ Isbell, RF (1996). Clasificación de suelos de Australia . CSIRO Australia. ISBN 978-0-643-05813-2.[ página necesaria ]
  19. ^ https://www.lpi.usra.edu/resources/apollo/catalog/70mm/magazine/?82 Apollo Image Atlas (Lunar and Planetary Institute), Catálogo de imágenes Hasselblad de 70 mm, fotografías del Apolo 15 AS15-82-11101, AS15-82-11102, AS15-82-11103 y AS15-82-11104
  20. ^ https://www.hq.nasa.gov/alsj/a15/a15.sta9.html Diario de la superficie lunar del Apolo 15: Instant Rock en la estación 9
  21. ^ https://history.nasa.gov/alsj/a15/A15SampleCat_1.pdf Catálogo de rocas del Apolo 15 – Parte 1. 15015-15299

Referencias

Enlaces externos