Pliegue de desprendimiento

En geología , un pliegue de despegue se produce cuando se desarrolla un empuje paralelo a las capas a lo largo de un despegue (o desprendimiento) sin propagación ascendente de una falla; la acomodación de la deformación producida por el desplazamiento continuo a lo largo del empuje subyacente da como resultado el plegamiento de las unidades rocosas suprayacentes. Para ilustrarlo, imagine una alfombra en el suelo. Al colocar el pie izquierdo en un extremo y empujar (con el pie izquierdo) hacia el otro extremo de la alfombra, esta se desliza por el suelo ( desprendimiento ) y se pliega hacia arriba (pliegue de desprendimiento). La Figura 1 es una representación generalizada de la geometría que adopta una falla de desprendimiento.

El plegamiento por desprendimiento ocurre cuando la tensión impuesta sobre una capa mecánicamente débil o una unidad incompetente, como la lutita o la sal , o en el límite entre una unidad incompetente y una más competente, induce resistencia de las unidades, lo que resulta en el plegamiento que se observa típicamente en la unidad competente. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} Una vez que la resistencia de estas unidades se supera con la tensión o la variación en la tensión entre las unidades se vuelve suficientemente grande, puede ocurrir un movimiento de cizallamiento conocido como falla de desprendimiento. Definida, una falla de desprendimiento puede estar ubicada dentro de una unidad incompetente o en el límite de una unidad incompetente y una competente, lo que acomoda las diferencias de tensión entre las unidades y permite que el desplazamiento ocurra en un campo planar. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} El plegamiento por desprendimiento ocurre en regiones de deformación de piel gruesa , donde el basamento está involucrado en la deformación y deformación de piel delgada , donde la deformación ocurre a una profundidad relativamente superficial en la corteza.

Una de las ideas principales que debe tenerse en cuenta en cada modelo es la ley de conservación del volumen, ya que la conservación es una ley fundamental en física ; por lo tanto, también debería aplicarse a la geología. Dos maneras de mantener la conservación del volumen son el engrosamiento de las unidades y la deflexión sinclinal del material incompetente; es probable que ambas ocurran.

J. Contreras (2010) desarrolló un modelo para desprendimientos de baja amplitud utilizando la ecuación de conservación de masa . Los resultados sugieren la ocurrencia de engrosamiento de capas como respuesta inicial al acortamiento y la conservación de volumen. ^{[ 6 ]} Hayes y Hanks (2008) confirman el engrosamiento de capas durante el inicio del plegamiento, específicamente sus datos de campo ubican el engrosamiento en las charnelas de los pliegues en lugar de en los flancos. ^{[ 2 ]} Al definir la geometría del plegamiento de desprendimiento puede ser necesario definir el engrosamiento de capas ya que se ha registrado que afecta la geometría general. ^{[ 7 ]} Aunque se asume un espesor variable de los flancos; con el tiempo, la rotación de los flancos y la longitud de los flancos se convierten en los mecanismos dominantes de deformación , lo que lleva a un aumento en la amplitud del pliegue. ^{[ 6 ]}

La deflexión sinclinal, Figura 2, es el resultado del plegamiento donde los sinclinales, adyacentes a un anticlinal en geometría de pliegue, se extienden hacia la unidad incompetente inferior; estos ocurren típicamente en regiones de alta longitud de onda y baja amplitud. ^{[ 3 ]} La ocupación de esta área causa desplazamiento por encima del desprendimiento en forma de migración de material hacia el núcleo anticlinal. ^{[ 3 ] [ 8 ]} La retracción de la posición regional depende de las diferencias de espesor y viscosidad entre las unidades competentes e incompetentes, así como de la naturaleza dúctil de la unidad incompetente, ^{[ 3 ]} como Contreras, ^{[ 6 ]} reconoció una transición de la deflexión de la unidad y migración de material, a la rotación del brazo y el alargamiento del brazo.

Aunque se han desarrollado muchos modelos para ayudar a explicar la evolución cinemática de fallas de despegue de una sola capa; ^{[ 7 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} muchos modelos no tienen en cuenta múltiples capas, geometrías de pliegues complejas ^{[ 12 ]} o deformación diferencial a través de geometrías de pliegues o unidades estratigráficas mecánicamente disímiles. ^{[ 13 ]} Estos modelos pueden no ser buenos indicadores de plegamiento de despegue a gran escala y son más adecuados para ayudar a interpretar geometrías de pliegues de despegue ya que su evolución cinemática generalmente se asocia con deformaciones de un solo pliegue, una sola unidad. Sin embargo, la definición de pliegues disarmónicos (a continuación) incorpora muchos tipos de pliegues simétricos en un área más grande que abarca muchas geometrías y atributos de los modelos básicos y puede ser más adecuada para la aplicación de estos modelos.

Al incorporar geometrías de pliegues elementales ^{[ 7 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} bajo el término pliegue disarmónico, los pliegues de desprendimiento pueden clasificarse en una de dos categorías: pliegues disarmónicos o pliegues de levantamiento. Los pliegues disarmónicos, Figura 3, se definen como pliegues de desprendimiento caracterizados por geometrías paralelas en los flancos externos y geometrías interflanco no paralelas en unidades estratigráficamente distintas e inferiores; causados ​​por deformación diferencial como resultado de la disipación de la deformación o cambio en la estratigrafía mecánica , donde la terminación del plegamiento típicamente resulta en un desprendimiento. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 12 ]} Los pliegues de desprendimiento de levantamiento se caracterizan por plegamiento isoclinal en todas las unidades, con una unidad débil plegada isoclinalmente apretada en el anticlinal y geometrías paralelas que a veces existen a lo largo de las unidades externas. ^{[ 3 ] [ 14 ]} Ejemplos actuales de plegamiento por desprendimiento se pueden encontrar en las montañas del Jura de Europa Central . Esta región complementa la idea de evolución del plegamiento por desprendimiento propuesta por Mitra ^{[ 3 ]} en que abarca muchas de las geometrías básicas de pliegues y comprende geometrías tanto disarmónicas como de levantamiento.

Se suele asumir que los pliegues de desprendimiento disarmónicos y de levantamiento se forman mediante modos de deformación separados; sin embargo, ^{[ 3 ]} Mitra (2003) en un modelo cinemático unificado desafió estas ideas al sugerir una evolución del plegamiento de desprendimiento en la que la deformación progresiva produce una transición de pliegue de geometría disarmónica a plegamiento de desprendimiento de levantamiento. Mientras que la mayoría de los modelos cinemáticos se desarrollan para producir las geometrías más simples colocando condiciones de contorno dentro del modelo y variables limitantes; el modelo unificado incorpora: parámetro de estratigrafía mecánica ^{[ 2 ]} alargamiento de la rama, rotación de la rama, ^{[ 6 ] [ 8 ] [ 14 ]} equilibrio de área y deflexión anticlinal y sinclinal, para desarrollar un sistema que demuestre uniformemente la evolución del plegamiento de desprendimiento.

The evolution of detachment folding begins with the model assumption of a low-amplitude and short compressional environment with a mechanically dissimilar incompetent and competent unit. Folding initiates by shortening; limb lengthening and rotation and hinge migration, cause synclinal deflection below its original position accompanied by the flow of ductile material beneath the synclinal trough to the anticlinal core; resulting in increased amplitude of the anticlinal fold.^{[3][4][5][6][15]}

Further compression dominated by hinge migration, yields tightening of folds and space accommodation issues within the anticlinal core; leading to the formation of disharmonic folds .^[16][17] Epard and Groshong, (1994) recognize a similar pattern to disharmonic folding they label it second-order shortening.^[18] Basic models and experiments ^{[4][6][12][19]} as well as concentric fold models^[9][20] fail to recognize disharmonic folds as they focus on single layer detachment folding, lack the resolution in experimental methods or, though the assumption of multiple units is made, restrict unit parameters which may cause disharmony through deformation. Continued shortening and excess material within the anticlinal core not only results in increased amplitude and disharmonic folds, but may lead to the onset of thrusts out of the folded synclinal or anticlinal regions. Through further deformation by limb rotation and through hinge migration, isoclinal folds eventually assume lift-off geometries.^[4][3] Thrust faults in the synclinal fold, if any formed, may also be rotated to assist in the formation of detached lift-off folds upon further tightening and rotation (figure 4).^[3]

Se documenta en muchos casos que la formación de fallas puede desarrollarse a partir del plegamiento por desprendimiento o a través de los mecanismos cinemáticos involucrados con el plegamiento. ^{[ 4 ] [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 15 ] [ 19 ] [ 21 ]} En general, la formación de fallas puede ocurrir durante el deslizamiento de fallas y el plegamiento por desprendimiento de dos maneras. En primer lugar, la formación de fallas puede ser inducida cuando el plegamiento progresivo o el tensado de un brazo plegado alcanza su geometría de pliegue máxima, lo que resulta en una transición del plegamiento al cizallamiento. ^{[ 4 ] [ 12 ]} En segundo lugar, se ha sugerido que una falla puede propagarse hacia el núcleo anticlinal si el flujo de material y el espacio de acomodación no están en equilibrio. ^{[ 4 ]} La idea de un flujo de material insuficiente puede no estar tan bien abordada como la formación de fallas debido al plegamiento y rotación continuos, pero los fundamentos de tal argumento radicaban en una creencia firmemente arraigada en la conservación del área; sin conservación, es probable que la formación de fallas compense. Las geometrías básicas de la falla de desprendimiento de un pliegue de desprendimiento simétrico se muestran en la Figura 4. Consulte Mitra ^{[ 4 ] [ 15 ]} para un modelo evolutivo de pliegues de desprendimiento fallados en entornos asimétricos y simétricos.

La formación de fallas puede ocurrir en un pliegue simétrico o asimétrico, generando geometrías de falla que son tanto similares como diferentes. La formación de fallas en ambos entornos depende del bloqueo y la acumulación de deformación de un pliegue, típicamente en su ángulo crítico. El plegamiento asimétrico se desarrolla en el flanco frontal (el flanco más alejado de la fuente de empuje) del pliegue y puede absorber o transmitir deformación a través de las unidades estratigráficas que lo componen. ^{[ 15 ]} Un sistema que absorbe deformación se reconoce como una zona de cizallamiento triangular ^{[ 22 ]} , de forma triangular; mientras que una zona de deformación paralela transmite cizallamiento a través de las unidades del pliegue ^{[ 15 ]} y típicamente adopta la forma de un paralelogramo o es de geometría rectangular. Estos dos patrones de deformación pueden coexistir en un solo pliegue y, en algún momento durante la deformación continua, pueden volver a conectarse con el despegue. También es posible que se produzca un retroceso en una geometría de pliegue asimétrico como cizallamiento a través del flanco frontal debido a la rotación y migración de los estratos.

Las fallas simétricas se cubrían esencialmente con anterioridad bajo el nombre de pliegues de "desprendimiento", véase la Figura 4. La rotación progresiva de los flancos y el bloqueo en un pliegue simétrico inducen cizallamiento tanto en el flanco frontal como en el posterior del pliegue, lo que puede dar lugar a fallas en ambos flancos causando el desprendimiento. Al igual que en el fallamiento de pliegues asimétricos, a medida que se produce un deslizamiento progresivo a lo largo del despegue basal, el empuje del flanco frontal o del posterior (el flanco más cercano a la fuente de empuje) puede volver a conectarse con el despegue basal. ^{[ 15 ]} Para una definición más robusta de fallamiento, véase Mitra 2002. ^{[ 4 ] [ 15 ]}