Influencia de cuerpos discordantes de distinta cohesión en la geometría estructural de fajas plegadas y corridas: aproximación sobre la base de un modelamiento analógico

Abstract

Lithological heterogeneities in a rock series deformed by the development of a fold-and-thrust belt (FTB) affects the pattern of the resulting structures. We present a series of analogue experiments to determine the effect caused on the deformation pattern of a FTB by the presence of cohesive bodies, like plutons or basement blocks that oppose greater resistance than the host rocks to contractional deformation. The influence of these bodies on the deformation pattern of the FTB was studied by incorporating discordant bodies with different cohesions within a stratified granular sequence with negligible cohesion. We describe two sets of experiments in which the inserted body presents low (Co1) and high (Co2) cohesion respectively. The experiments show a tendency of the structural pattern to curve around the inserted body and to migrate towards the deformation front or the foreland, even when the cohesive body is not exposed. In the first case (Co1) the thrusts cut across the cohesive body, while in the second one (Co2) the cohesive body is not faulted, but transferred towards the deformation front along a basal detachment. Comparison of these results with natural examples at different scales shows a high degree of coincidence in the structural patterns recognized in both cases. Two of the main characteristics of these patterns are the tendency of the thrust faults traces to avoid the cohesive body and adopt the geometry of its distal edge. In order to explain curvatures in natural structural patterns in fold-and-thrust belts, we suggest consider the presence of unexposed bodies with higher strength than their environment.

Las heterogeneidades incluidas en el material constituyente de una faja plegada y corrida (FPC) en formación, afectan la geometría y disposición de las estructuras que la conforman. En este trabajo se utiliza la modelación analógica para estudiar el efecto que ejerce sobre la configuración estructural de una FPC la presencia de cuerpos cohesivos, tales como bloques de basamento, intrusivos u otros cuerpos cristalinos de alta competencia, y que, por lo tanto, oponen mayor resistencia a la deformación contraccional que las rocas estratificadas del entorno. La influencia de estos cuerpos sobre el patrón de deformación de la FPC se estudió mediante la incorporación de cuerpos discordantes de diferente cohesión dentro de una secuencia estratificada, granular y de cohesión despreciable. Se realizaron dos sets de experimentos en que los cuerpos discordantes presentan cohesión baja (Co1) y alta (Co2), respectivamente. Los resultados experimentales muestran (i) la tendencia del patrón estructural, o sea, de las fallas inversas en secuencia, a curvarse según la geometría del cuerpo cohesivo, y (ii) una migración del frente de deformación hacia la zona del antepaís, aun cuando el cuerpo cohesivo no aflore. En el primer caso (Co1) las fallas cortan al cuerpo cohesivo, en tanto que en el segundo (Co2) este no es fallado, sino que es transportado hacia el frente de deformación mediante un nivel de despegue. La comparación de los resultados de estos modelos análogos con ejemplos naturales de diferentes escalas, muestran un alto grado de coincidencia en los patrones estructurales reconocidos en ambos casos. Una de las características de estos patrones es la tendencia de las fallas a evitar el cuerpo cohesivo y adoptar en su rumbo la geometría del borde distal del cuerpo. Se sugiere considerar la presencia de cuerpos más competentes que su entorno para explicar las curvaturas que se reconocen en patrones estructurales naturales de las FPC.