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Fallas de bloques inclinados

Desarrollo de bloques inclinados adaptado de Whitney et al., 2013, "Continental and oceanic core complexes". La caricatura ilustra cómo los bloques de falla se inclinan a medida que avanza el tiempo en un entorno extensional. El tiempo A muestra la unidad de roca predeformada. En el tiempo B, comienza el fallamiento normal incipiente. En el tiempo C, el fallamiento continúa a medida que continúa la extensión. Las cuencas extensionales asociadas comienzan a llenarse con material erosionado de los bloques expuestos. [1]
Una vista en tiempo real de la progresión del bloque de falla. [1]

El fallamiento de bloques inclinados , también llamado fallamiento de bloques rotacional , es un modo de evolución estructural en eventos tectónicos extensionales , un resultado del estiramiento de las placas tectónicas. [1] [2] Cuando la corteza litosférica superior experimenta presiones extensionales, la corteza frágil se fractura, creando fallas de desprendimiento . [3] Estas fallas normales se expresan a escala regional; la corteza superior se fractura en bloques de falla inclinados y la corteza inferior dúctil asciende. [1] Esto da como resultado el levantamiento, enfriamiento y exhumación de la corteza más profunda deformada dúctilmente. [4] La gran unidad de bloques inclinados y corteza asociada puede formar una parte integral de los complejos de núcleo metamórficos , [5] que se encuentran tanto en la corteza continental como en la oceánica. [1] [6]

Origen del término

El término "fallas de bloques inclinados" es una descripción literal de la extensión rotacional en fallas planas, que da como resultado una rotación uniforme de las fallas y la corteza. [7] A menudo se produce un apilamiento de los bloques de falla en "estilo dominó", lo que crea la base de la terminología. [8]

Formación

Fallas, inclinaciones y exhumaciones

Durante los períodos de tiempo extensionales, se pueden formar grandes fallas normales de suave inclinación, llamadas fallas de desprendimiento , debido a la separación relativa de los dos lados que rodean la falla. [9] Normalmente, estas fallas pueden tener un desplazamiento del orden de uno a decenas de kilómetros. [7] A medida que la región continúa experimentando presiones extensas, hay un efecto isostático que mueve el material de la corteza dúctil debajo del complejo de fallas. [9] Este sistema de fallas puede cizallar el muro del pie, creando cadenas montañosas domales , que a gran escala pueden convertirse en formaciones conocidas como complejos de núcleo metamórfico. [5] Si la extensión en la superficie excede aproximadamente el 50 por ciento, la fusión por descompresión puede permitir que se formen magmas ; estos deformarán el muro del pie, lo que dará como resultado un complejo asociado con rocas ígneas intrusivas y extrusivas . [10] Las rocas por encima de la falla de desprendimiento forman fallas normales y, al mismo tiempo, se cortan en un movimiento "paralelo a las capas". [11] Esta acción crea una serie de bloques de falla, que se inclinan progresivamente a medida que avanza la falla de desprendimiento. [5] La fracturación de los bloques de falla puede ocurrir en un período de tiempo similar o desarrollarse progresivamente. [12]

Erosión y relleno de cuencas

Bloques de falla inclinados en Tempe, Arizona . El cuadro superior muestra la expresión natural en la superficie, mientras que el cuadro inferior ilustra la posible formación tridimensional previa a la erosión. Las puntas del bloque se erosionan para rellenar la cuenca circundante.

A medida que los bloques de falla giran y se inclinan, se produce erosión , que llena las cuencas que se forman con sedimentos asociados del bloque en las "esquinas caídas". [5] El relleno de la cuenca se produce simultáneamente con la exhumación. Los cálculos que examinan el relleno de sedimentos sugieren que las diferencias en los complejos de núcleos se pueden controlar mediante las tasas de erosión y la resistencia de la pared colgante de la falla. [9] Los bloques inclinados se forman bajo condiciones corticales específicas, donde la corteza inferior es relativamente cálida, no caliente. La corteza más caliente dará lugar a un tipo de formación conocida como complejo de "bisagra rodante". [1] La geometría del sistema de bloques inclinados puede verse muy afectada por la subsidencia y la isostasia. [13]

Ejemplos

Vista de un afloramiento de fallas extensionales que pueden producir bloques de fallas inclinados. [2] Las fallas se han resaltado en negro, y la línea verde muestra un horizonte marcador. La fotografía muestra un conjunto de fallas extensionales en los acantilados al oeste de Clarke Head, Minas Basin, North Shore, Nueva Escocia .

Los complejos de núcleos que contienen bloques de fallas rotacionales se encuentran en todo el mundo. Hay excelentes ejemplos en el suroeste de los Estados Unidos , incluidos Arizona y Baja California . [5] Los más de 25 complejos de núcleos metamórficos en esta región se formaron durante la extensión de la corteza durante la era Cenozoica media . [10] Las fallas de bloques de esta naturaleza son comunes en entornos extensionales y se ha descubierto que son una parte importante de los modelos geológicos físicos de sitios de todo el mundo, incluidos Europa y China . [1] Debido a la disponibilidad y aplicabilidad de los sistemas, el interés en los complejos de núcleos y los sistemas de extensión rotacional sigue siendo alto. [1]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdefgh Whitney, DL; Teyssier, C.; Rey, P.; Buck, WR (21 de diciembre de 2012). "Complejos de núcleos continentales y oceánicos". Boletín de la Sociedad Geológica de América . 125 (3–4): 273–298. doi :10.1130/B30754.1.
  2. ^ ab Gibbs, AD (1 de julio de 1984). "Evolución estructural de los márgenes de cuencas extensionales". Revista de la Sociedad Geológica . 141 (4): 609–620. Código Bibliográfico :1984JGSoc.141..609G. doi :10.1144/gsjgs.141.4.0609.
  3. ^ Brian Wernicke (25 de junio de 1981). "Fallas normales de ángulo bajo en la provincia de Basin and Range: tectónica de manto en un orógeno en expansión". Nature . 291 (5817): 645–648. Bibcode :1981Natur.291..645W. doi :10.1038/291645A0. ISSN  1476-4687. S2CID  4269466. Wikidata  Q29397670.
  4. ^ Coleman, Drew S.; Walker, J. Douglas (14 de enero de 1994). "Modos de inclinación durante el desarrollo del complejo central extensional". Science . 263 (5144): 215–218. Bibcode :1994Sci...263..215C. doi :10.1126/science.263.5144.215. PMID  17839181.
  5. ^ abcde Reynolds, Stephen (2002). Geología del subsuelo de la cuenca más oriental de Phoenix, Arizona: implicaciones para el flujo de agua subterránea . Servicio Geológico de Arizona.
  6. ^ Lars Stemmerik, ed. (2004). El Jurásico del noreste de Groenlandia . Copenhague: GEUS. ISBN 978-87-7871-135-9.
  7. ^ ab Jackson, Matin PA (1984). CN 25: Estilos estructurales y deposicionales de los márgenes continentales terciarios de la Costa del Golfo: aplicación a la exploración de hidrocarburos . Volúmenes especiales de la AAPG. pág. 113.
  8. ^ Le Gall, B.; Nonnotte, P.; Rolet, J.; Benoit, M.; Guillou, H.; Mousseau-Nonnotte, M.; Albaric, J.; Deverchère, J. (2008). "Propagación de rift en el margen del cratón: distribución de fallas y vulcanismo en la divergencia del norte de Tanzania (África oriental) durante el Neógeno". Tectonofísica . 448 (1–4): 1–19. Código Bibliográfico :2008Tectp.448....1L. doi :10.1016/j.tecto.2007.11.005.
  9. ^ abc Buck, Roger W. (octubre de 1988). "Rotación flexural de fallas normales". Tectónica . 7 (5): 959–973. Bibcode :1988Tecto...7..959B. doi :10.1029/tc007i005p00959.
  10. ^ ab Piper, John DA; Dagley, Peter; Carpenter, Anna H. (junio de 2010). "Desprendimiento y rotación de un complejo de núcleo metamórfico durante la deformación extensional: estudio paleomagnético del complejo de núcleo Catalina-Rincon, provincia de Basin and Range, Arizona". Tectonofísica . 488 (1–4): 191–209. Código Bibliográfico :2010Tectp.488..191P. doi :10.1016/j.tecto.2010.03.008.
  11. ^ Skourtsos, Emmanuel; Lekkas, Spyridon (octubre de 2011). "Tectónica extensional en el monte Parnon (Peloponeso, Grecia)". Revista internacional de ciencias de la tierra . 100 (7): 1551–1567. Código Bibliográfico :2011IJEaS.100.1551S. doi :10.1007/s00531-010-0588-0.
  12. ^ Gawthorpe, Rob L.; Jackson, Christopher AL; Young, Mike J.; Sharp, Ian R.; Moustafa, Adel R.; Leppard, Christopher W. (junio de 2003). "Crecimiento normal de fallas, localización de desplazamientos y evolución de poblaciones de fallas normales; el bloque de fallas Hammam Faraun, falla de Suez, Egipto". Revista de geología estructural . 25 (6): 883–895. Código Bibliográfico :2003JSG....25..883G. doi :10.1016/S0191-8141(02)00088-3.
  13. ^ Gibbs, AD (1989). Tectónica extensional y estratigrafía de los márgenes del Atlántico Norte . Volúmenes especiales de la AAPG.