Falla poligonal

Las fallas poligonales son pequeñas fallas no tectónicas características principalmente de sedimentos de grano fino poco o nada consolidados. Se presentan como conjuntos poligonales en la vista de mapa y se limitan a capas específicas dentro de la secuencia. Se han observado en vastas áreas, de hasta 10⁷ ^km² de extensión ^, y se han descrito en márgenes pasivos de todo el mundo. La mayoría de los ejemplos se han identificado mediante datos de reflexión sísmica 3D adquiridos en alta mar, pero se conocen algunos ejemplos que pueden estudiarse en tierra firme. Se han propuesto varios mecanismos diferentes para la formación de fallas poligonales, pero su origen aún es incierto.

Los sistemas de fallas poligonales (PFS) están ampliamente distribuidos a nivel mundial, habiéndose descrito en al menos 160 cuencas, particularmente en márgenes pasivos, pero también en algunas cuencas intracratónicas y de antepaís. Los PFS están asociados con una variedad de litologías de grano fino , especialmente lodos y creta no consolidados . ^{[ 1 ]} Los PFS están delimitados por capas, con techos y bases estratigráficas claramente definidos. Las capas individuales dentro de una secuencia general que desarrolla múltiples conjuntos de fallas poligonales se conocen como niveles.

Aunque la mayoría de los ejemplos de PFS se conocen en zonas marinas y se visualizan mediante datos sísmicos, existen algunos lugares en el mundo donde se pueden observar PFS en afloramientos, muchos de ellos en creta. En Bélgica, se han estudiado afloramientos de arcillas marinas del Ypresiense (principios del Eoceno ) en canteras. Estas arcillas marinas (equivalentes laterales aproximados de la Arcilla de Londres ) se pueden rastrear en alta mar, donde se han visualizado PFS típicas dentro del mismo intervalo estratigráfico en datos sísmicos de alta resolución. ^{[ 2 ]}

En la mayoría de los casos, las fallas están orientadas aleatoriamente, formando geometrías poligonales generales en vista en planta, lo que indica un estado de esfuerzo isotrópico dentro de la capa afectada. En sección perpendicular a las fallas individuales, presentan una geometría de falla normal; sin embargo, no hay evidencia de que el fallamiento represente una extensión de estratificación preexistente y se consideran de origen no tectónico. En algunos ejemplos, los extremos superiores de las fallas de superficie alcanzan y desplazan el lecho marino. Las partes superiores de las fallas suelen tener un buzamiento de entre 50° y 80°, mientras que hacia la base de un nivel se observan buzamientos de hasta 20° en ocasiones. Los buzamientos menores cerca de la base de un nivel se explican como resultado de la compactación continua de fallas que se formaron con ángulos mayores. ^{[ 1 ]}

Aunque la mayoría de las PFS son casi poligonales en la geometría de la vista en mapa, hay ejemplos donde la tectónica activa durante el desarrollo de la PFS ha modificado la red de fallas, como sistemas radiales alrededor de diapiros de sal , sistemas que se vuelven predominantemente paralelos a fallas anteriores reactivadas y patrones poligonales que se reorientan a través de pliegues de inversión . ^{[ 3 ]}

Desde el reconocimiento de las PFS en la década de 1980, se han propuesto varios mecanismos para explicar su desarrollo. La extensión impulsada por la gravedad a lo largo de la estratificación causada por el deslizamiento ladera abajo fue uno de los mecanismos iniciales propuestos, pero este ha sido posteriormente descartado ya que muchas capas de PFS conocidas son casi horizontales. ^{[ 4 ]} La sinéresis , que implica la expulsión de agua de ciertos tipos de lodos ricos en esmectita que forman geles coloidales en el agua de mar, se ha propuesto como un mecanismo, ya que muchas de las primeras PFS descritas se encontraron en secuencias ricas en esmectita. ^{[ 5 ]} Otro mecanismo relaciona la falla observada con la reducción de volumen dentro de la capa huésped como resultado de la diagénesis . La reducción de volumen en una capa da lugar a esfuerzos desviadores que conducen a la falla del material a lo largo de fracturas de cizallamiento (fallas). Dicho mecanismo se ha modelado numéricamente y produce geometrías similares a las de las PFS observadas. ^{[ 6 ]}