Deformació de les roques: tipus, factors i metamorfisme

Esforços geològics

Esforç: per esforç entenem la força per unitat de superfície als dominis tectònics, causats pel moviment de plaques.

• Esforç de compressió: la direcció de la força principal és perpendicular a la superfície sobre la qual actua i comprimeix els materials.
• Esforç de distensió: la direcció de la força és perpendicular a la superfície sobre la qual actua i estira els materials.
• Esforç de cisallament: les forces són paral·leles a la superfície i actuen amb intensitats diferents i en els dos sentits.

Tipus de deformació

• Deformació elàstica: deformació temporal en la qual, quan la roca es veu sotmesa a un esforç, es deforma, però en retirar-lo torna a ser com abans en volum i forma.
• Deformació plàstica: és una deformació permanent, com la plastilina: en aplicar-li un esforç canvia de forma i no torna a la forma inicial (poden formar plecs o foliació).
• Deformació fràgil: fractura de les roques que es produeix quan la pressió que s'aplica fa una fractura.

Un comportament dúctil implica que la distància entre esforç i deformació és més llarga.

Factors que condicionen el comportament de les roques

• Pressió i temperatura: com més altes són, més dúctils són els materials.
• Composició de la roca: la laminació fina implica una ductilitat més alta.
• Intensitat de l'esforç: una deformació lenta produeix un comportament plàstic i una de ràpida produeix un comportament fràgil.
• Contingut de fluids: com més fluids, més plàstiques són les roques.

Deformacions plàstiques: plecs

El resultat de deformacions permanents en roques amb comportaments plàstics són els plecs, formats a conseqüència de les forces de compressió laterals o de cisallament.

• Xarnera: zona de màxima curvatura en un plec.
• Flanc: parts laterals del plec.
• Pla axial: superfície que uneix els eixos de les xarneres dels diferents estrats.
• Eix del plec: intersecció entre pla axial i xarnera.
• Vergència: angle que forma el pla axial respecte d'un pla vertical.
• Nucli: part més interna del plec.
• Plecs anticlinals: materials més antics al nucli.
• Plecs sinclinals: materials més moderns al nucli.

Plecs segons la vergència

Recte, inclinat, tombat o ajaçat.

Plecs segons el gruix dels estrats

Plec paral·lel o plec similar: els estrats no mantenen el gruix.

Plec-falla: plegament degut als esforços que originen el plec i que, en ser tan intensos, superen el límit de plasticitat de les roques que es trenquen, es tallen o fins i tot poden arribar a produir un encavalcament.

Deformacions fràgils: falles i diaclasis

Segons si hi ha o no desplaçament relatiu dels blocs fracturats, es distingeixen dos tipus de deformacions discontinues:

• Diaclasis: el material es fractura i no es mou. Normalment succeeix a l'interior de la Terra per la tensió i la pressió.
• Falles: sempre a l'exterior, són estructures tectòniques produïdes a causa d'esforços de tensió, compressió o cisallament sobre materials fràgils, i s'originen fractures.

Pla de falla: superfície de fractura al llarg de la qual es desplacen els blocs; la inclinació pot estar entre 0 i 90 graus.

Blocs de falla: blocs rocosos desplaçats entre si pel pla de falla.

Salt de falla: desplaçament entre blocs de falla mesurat entre dos punts que, abans de la fractura, estaven al mateix nivell.

Tipus de falles

• Falla normal: el llavi enfonsat es recolza sobre el pla de falla.
• Falla inversa: el llavi enfonsat dona recolzament al pla de falla (encavalcament).
• Falla de direcció: en aquesta falla el desplaçament dels blocs és horitzontal i s'origina per forces de cisallament.

Falla normal + falla de direcció = falla obliqua. Falla inversa + falla de direcció = falla de tisores.

• Fossa tectònica o graben: sèrie de blocs progressivament enfonsats cap a l'interior, que formen una fossa o vall (extensió).
• Massís tectònic o horst: estructura inversa a l'anterior, sèrie de blocs elevats cap al centre (compressió).

Metamorfisme

El metamorfisme és el fenomen que podem definir com el conjunt de canvis que es produeixen a les roques com a conseqüència de l'augment de la pressió i la temperatura.

Factors que generen el metamorfisme

• Temperatura: a mesura que avancem cap a l'interior de la Terra la temperatura puja 30 graus cada quilòmetre; aquest valor es diu gradient geotèrmic.
• Pressió: la pressió també augmenta amb la profunditat degut al pes de les roques (pressió litostàtica).
• Pressió de confinament: suma de la pressió litostàtica juntament amb aigua i petroli o gasos que es dipositen als porus de les roques.

Canvis físicoquímics del procés metamòrfic

• Transformació en minerals polimorfs: sense reacció química. A vegades les molècules només es reestructuren però no canvia el nombre d'àtoms. És a dir, apareixen minerals diferents però amb una mateixa fórmula química.
• Transformacions amb canvi químic: els minerals inicials i finals no tenen la mateixa composició química. A vegades els magmes porten elements en dissolució que reaccionen amb altres roques, i aquest procés s'anomena metasomatisme (albita = jadeïta + quars).