Geologia Estructural: Deformacions, Metamorfisme i Orogènia

Deformacions i Estructures Tectòniques de les Roques

Les roques, sotmeses a forces internes de la Terra, experimenten esforços i deformacions que originen les estructures tectòniques que observem en el paisatge.

Tipus d'Esforços Geotectònics

Compressió

La direcció de la força és perpendicular a la superfície sobre la qual actua i ho fa empenyent o comprimint els materials.

Tensió

La direcció de l’esforç és també perpendicular, però actua tibant o separant els materials.

Cisalla

La direcció de la força és paral·lela a la superfície sobre la qual actua.

Tipus de Deformacions de les Roques

Deformació Elàstica

És una deformació temporal i reversible. Mentre la roca està sotmesa a un determinat esforç, es deforma, però quan la pressió cessa, la roca recupera la forma i el volum originals.

Deformació Plàstica

És una deformació permanent, perquè, en acabar l’esforç causant de l’alteració, la roca segueix deformada. Aquestes deformacions originen estructures tectòniques.

Deformació Fràgil

És un tipus d’alteració de les roques que es produeix quan la pressió o l’esforç aplicat a la roca provoca la seva fractura.

Factors que Influeixen en la Deformació

• Pressió i Temperatura

  Pressió i temperatura altes fan que els materials es comportin de manera més dúctil.

• La Composició i Estructura de la Roca

  Per exemple, la laminació fina comporta una ductilitat més elevada.

• Intensitat de l'Esforç

  Una deformació lenta i suau propicia un comportament plàstic, mentre que una de violenta dona més fragilitat.

• El Contingut de Fluids

  Fa que les roques siguin més plàstiques.

Processos Metamòrfics i Formació de Roques

Canvis Fisicoquímics del Procés Metamòrfic

Transformacions en Minerals Polimòrfics

Les molècules només es reestructuren, però no s’altera el nombre d’àtoms que les formen. És a dir, apareixen minerals diferents però amb una mateixa fórmula química. Cada mineral o fase és estable a unes determinades condicions de pressió i temperatura. Quan aquestes condicions varien, el mineral canvia d’aspecte si se supera algun dels llindars d’estabilitat.

Transformacions en les quals hi ha un Canvi Químic

En aquests casos, els minerals inicials i els finals no tenen la mateixa composició química.

Tipus de Metamorfisme

Metamorfisme Regional

Les zones de l’escorça terrestre sotmeses a forces de compressió es pleguen i formen serralades.

Metamorfisme Tèrmic o de Contacte

L’ascendiment de magma des de zones profundes de la Terra provoca un fort escalfament de les roques del voltant, que es transformen en roques metamòrfiques.

Metasomatisme

Procés en què la solidificació dels magmes allibera fluids que contenen substàncies dissoltes, les quals provoquen metasomatisme en les roques encaixants.

Metamorfisme d’Enterrament

Els materials que es dipositen en una conca sedimentària a poc a poc van quedant soterrats per les capes més modernes.

Metamorfisme Dinàmic

Aquest procés té lloc a les roques que es troben just en el pla de falla. Les roques que es formen s’anomenen bretxes de falla. La roca que es forma per aquest procés s'anomena milonita.

Migmatització i Anatèxia

A vegades només hi ha una fusió parcial i les roques resultants s’anomenen migmatites. Si la temperatura és més elevada, tota la roca es fon i es transforma en magma. Aquest procés de fusió total s’anomena anatèxia.

Orogènia i Formació de Serralades

Orògens i Orogènia: Conceptes Clau

Els orògens són les grans serralades de muntanyes i l'orogènia són els processos que les originen.

Processos Previs a l’Orogènia

Abans d’iniciar-se un procés d’orogènesi, té lloc un llarg període d’inactivitat. En els marges inactius entre una placa continental i una d’oceànica, els sediments procedents de les terres emergides es van acumulant a la conca sedimentària o geosinclinal que hi ha a la zona situada al costat del continent.

Inici de l’Orogènia

L’orogènia comença quan el marge que separa l’escorça oceànica de la continental deixa de ser inactiu. Aquest procés també es pot donar entre dues plaques oceàniques. En aquest cas, es generarà una important activitat magmàtica que formarà un conjunt d’illes volcàniques.

Tipus d'Orògens

Orògen de Tipus Andí

Quan una placa oceànica col·lideix amb una de continental, es forma una zona de subducció i una gran serralada en el marge de la placa continental.

Orògen de Tipus Alpí

Després d’un llarg període de subducció d’una placa oceànica amb una continental, el volum de l’oceà es redueix progressivament i el continent que hi ha a l’altre extrem s’aproxima. Amb el pas del temps es produirà una col·lisió entre els dos continents i l’oceà desapareixerà.

Moviments Isostàtics

Els moviments isostàtics són aixecaments del relleu provocats pel reajustament del mantell.

Estructures Tectòniques: Plecs, Diàclasis i Falles

Plecs: Formació i Elements

Els plecs són estructures formades com a conseqüència de forces de compressió lateral o cisalla, i que es presenten en forma d’ondulacions.

Elements d'un Plec

Xarnera

Zona de màxima curvatura, on els estrats canvien el sentit del seu cabussament.

Flancs

Són les parts laterals del plec, que cabussen en direccions contràries.

Pla Axial

És la superfície que uneix les xarneres dels diferents estrats.

Eix del Plec

És la intersecció entre el pla axial i la xarnera.

Vergència

És l’angle que forma el pla axial amb la vertical.

Nucli

Part més interna del plec.

Classificació dels Plecs

Segons la Forma Geomètrica

Anticlinal

Els materials més antics es troben en el nucli del plec.

Sinclinal

Els materials més moderns es troben en el nucli del plec.

Segons la Vergència

Plec Recte

Quan el pla axial és vertical.

Plec Inclinat

El pla axial està lleugerament inclinat.

Plec Tombat

El pla axial està força inclinat.

Plec Ajagut

El pla axial és horitzontal.

Segons el Gruix

Plec Paral·lel

Els estrats conserven el seu gruix constant al llarg del plec i formen capes paral·leles.

Plec Similar

Els estrats no mantenen el seu gruix, sinó que hi ha un aprimament en els flancs i un engruiximent a la xarnera, o a l’inrevés.

Plec-Falla

És un tipus de plegament que es produeix quan els esforços que originen el plec són tan intensos que superen el límit de plasticitat de les roques, que s’acaben trencant. Si el plegament és molt intens, pot evolucionar i formar un encavalcament amb lliscament de la part superior del plec sobre el pla de falla.

Diàclasis: Fractures sense Desplaçament

Les diàclasis són un tipus de fractura sense desplaçament dels blocs fracturats que apareixen en materials fràgils sotmesos a fortes tensions, o bé en una zona on la pressió no afavoreix que es produeixi una separació.

Falles: Fractures amb Desplaçament

Les falles són estructures tectòniques produïdes a causa d’esforços de tensió o de compressió sobre material amb comportament fràgil, i que donen com a resultat una fractura amb desplaçament dels blocs situats als dos costats del pla de fractura.

Elements d'una Falla

Pla de Falla

És la superfície de fractura al llarg de la qual es desplacen els blocs. La inclinació pot oscil·lar entre 0º i 90º. El pla de falla pot ser llis i polit per la fricció dels blocs, i s’anomena mirall de falla, o bé pot presentar solcs, anomenats estries de falla.

Blocs de Falla

Són els dos blocs rocosos desplaçats entre si pel pla de fractura.

Línia de Falla

Intersecció entre el pla de falla i la superfície del terreny o dels estrats.

Salt de Falla

És el desplaçament entre els blocs de falla, mesurat entre dos punts que abans de la fractura estaven al mateix nivell.

Tipus de Moviment de Falla

Falla Normal

El pla de falla s’inclina en direcció al bloc enfonsat. S’origina per forces de tensió.

Falla Inversa

El pla de falla s’inclina en direcció al bloc encaixat. S’origina per forces de compressió. Quan el pla de falla és poc inclinat i el salt de falla es mesura en quilòmetres, s’anomenen encavalcaments.

Falla de Direcció

Falla en la qual el desplaçament dels blocs és horitzontal i paral·lel a la línia de falla. Tots dos es troben al mateix nivell. S’originen per forces de compressió.

Sistemes de Falles

Fossa Tectònica o Graben

Sèrie de blocs progressivament enfonsats cap a l’interior, que formen una fossa o vall.

Massís Tectònic o Horst

Sèrie de blocs progressivament més elevats cap al centre.