*Deformación

Deformación

“Cuerpo rígido”

Definiciones

Deformación

► Deformación

(Deformation): Cualquier cambio respecto del estado inicial (rotación, traslación con o sin cambio de forma)

► Distorsión:

Cambio en la forma (longitudes de líneas, relaciones angulares entre líneas) con o sin traslación y/o rotación

► Deformación

interna (Strain): Cambio de forma con o sin cambio de volumen.

Movimiento durante la deformación

Campo de desplazamiento

Deformación Trayectoria de partículas

Deformación interna (Strain) ► La

comparación del estado deformado (final) con el no deformado (original) de una roca, se requiere para la comprensión de las estructuras tectónicas

Deformado

No deformado Deformado

No deformado

Deformación interna (Strain) Inhomogénea: Líneas que son rectas y paralelas antes de la deformación, son distorsionadas o se rompen

Homogénea: Líneas rectas y paralelas antes de la deformación, permanecen rectas y paralelas después de deformadas

Deformación interna (Strain) Strain incremental (infinitesimal): Describe la historia de deformación (de una porción de materia) aunque no siempre se la puede establecer. Incremento 1

Incremento 2 (Final)

Inicial

Strain finito: Es el estado final, deformado (la suma de los incrementos)

Final

Inicial

Mediciones de la deformación interna (strain) ► La

deformación interna se puede reconocer por el:

cambio en las longitudes de líneas cambio de ángulos entre líneas y/o cambio de volumen

Mediciones del Strain Linear (Cambios en la longitud de líneas)

Elongación Antes de la deformación

Después de la deformación Ejemplo numérico

ε = (l1 - l0)/l0

= (5-3)/3 = 0.67

Estiramiento (Stretch)

S = l1/l0

= 5/3

Elongación cuadrática

λ = (l1/10)2

= (5/3)2 = 2.78

Elongación

(S2)

= 1.67

Strain: Dilatación ► Dilation

Strain (Δ): Cambios de volumen

 Mecanismos posibles ►Cierre

de poros: Disminución de volumen ►Disolución por presión: Disminución de volumen ►Aparición de fracturas: Aumento de volumen

Δ = (V1 - V0)/V0 = δV/V0

Dilatación huecos-poros

Zonas de disolución por presión

Dilatación negativa

fracturas

Dilatación positiva

Marcadores de Strain

►

Marcador del Strain es cualquier elemento deformado con la roca que se pueda medir para determinar el strain.  Se debe conocer la forma original para comparar con la deformada.  Debe tener similares características mecánicas que la roca deformada.

Marcadores de Strain ►

Son buenos marcadores de strain:      

Clastos Ooides Vesículas Lavas almohadilladas Fósiles Tubos de vermes

Cizalla (Shear) ►

Cizalla simple (Simple Shear): Movimiento (desplazamiento) que entre capas, paralelo a la dirección de cizalla. “Desplazamientos producen deformación interna….” Ramsay y Huber (1983)

marcador

“cizalla pura y cizalla simple son tipos de strain, a pesar de que parezcan ser los nombres de los procesos o movimientos. Representan dos miembros finales especiales de la deformación plana” Davis and Reynolds (1996) “cizalla pura y cizalla simple son tipos de deformación plana a volumen constante…Twiss and Moore ¿? 2ª edición

►

Cizalla pura (Pure Shear): Movimiento perpendicular a la dirección de cizalla.

Cizalla

Pura

Cizalla Pura

Simple

Cizalla Pura

Simple

Cizalla Simple Venas (Gash Vein Shear)

Zonas de cizalla

Deformación por cizalla (Shear Strain) “ ” ►

Shear Strain ( ) - Strain que resulta cuando hay cambio de ángulo (rotación) en las líneas de referencia original.

= tan

Elipsoide de Strain ► Strain

Ellipsoid : Herramienta gráfica referida a los cambios de una esfera inicial ► Construido

con tres ejes mutuamente perpendiculares: x- y- z

Planos principales

Donde: X

Sección circular

Sección circular

Y

Z

Planos principales: xy yz

xz Contiene a la

elipse de strain

Ejes principales

Diagrama de Flinn ► ►

Representación del strain final a volumen constante, en función de las relaciones de x,y,z. Creado en 1962, por el geólogo estructuralista británico, Derek Flinn.

► k = (Rxy-1)/(Ryz-1) Rxy= (1+ε1)/(1+ ε2)

Ryz= (1+ε2)/(1+ ε3) En la “deformación plana” se conserva el volumen, las longitudes no cambian en la dirección “y”.

*Mecanismos de Deformación

Deformación

MECANISMOS de DEFORMACION (acumulan energía) Defectos puntuales

Producen discontinuidades

Dislocación recta

Fracturas Kinking

Traslación (dislocaciones) No producen discontinuidades

Maclado mecánico Deslizamientos (planos y sistemas-LPO) Intracristalina (Creep de Nabarro-Herring)

Difusión (át.-iones)

Intergranular (Creep de Coble) Disolución cristalina (solución por presión)

Deslizamientos intracristalinos en el cuarzo

PROCESOS PARA REDUCIR LA ENERGÍA ACUMULADA (concentran dislocaciones)

Dinámica o sintectónica (reducción del grano)

Migración de bordes de granos Rotación de subgranos

Recristalización

Estática (crece el grano)

Recuperación (migración de dislocaciones)

Reducción del área de bordes de granos

extinción ondulante (5°) bandas (5°-7°) subgranos (7°-10°) nuevos granos (mayor que 10°)

RECRISTALIZACIÓN ESTÁTICA (Reducción del área de bordes de granos)

mc

qz qz

mc

mc

100 m

POLIEDROS BIEN DEFINIDOS

FACTORES QUE CONTROLAN la ACTIVACIÓN de los DIFERENTES MECANISMOS Mineralogía Orientación preferencial de la red cristalina Litológicos

Granulometría Porosidad Permeabilidad Composición del fluido intergranular Temperatura

Externos

Presión litostática Presión de fluidos Esfuerzo diferencial ( Velocidad de strain

1-

3)

ACTIVACIÓN de los DIFERENTES MECANISMOS Cataclasis

Deslizamiento entre límites de granos

Solución por presión

Deformación cristaloplástica