Deformacions de l'Escorça Terrestre: Tipus i Processos

Deformacions de l'Escorça Terrestre

Les roques que formen l'escorça terrestre es troben sotmeses a forces que tendeixen a deformar-les.

Tipus d'Esforços

Els esforços originen el moviment de les plaques. Poden ser:

• De compressió: La direcció de la força és perpendicular a la superfície sobre la qual actua i empeny o comprimeix els materials.
• De distensió: La direcció de la força és perpendicular a la superfície sobre la qual actua i estira o allarga els materials.
• De cisalla: Les forces són paral·leles a la superfície, però actuen amb intensitats diferents en ambdós sentits i poden tenir direccions també lleugerament diferents.

Tipus de Deformació

La deformació d'una roca pot ser de tres tipus:

• Deformació elàstica: Deformació temporal i reversible. Mentre la roca està sotmesa a l'esforç es deforma, però quan la pressió cessa, la roca recupera la forma i el volum originals. Aquest mecanisme de deformació genera les ones sísmiques.
• Deformació plàstica: Deformació permanent. En acabar l'esforç la roca segueix deformada. Aquestes deformacions originen estructures tectòniques, com els plecs o la foliació.
• Deformació fràgil: Quan la pressió o l'esforç que s'aplica a la roca provoca la seva fractura. Aquestes fractures donen lloc a estructures geològiques, com les falles o les esquerdes.

Factors que Influeixen en la Deformació

Diversos factors influeixen en el comportament de la deformació de les roques:

1. Pressió i temperatura: L'augment de la pressió i la temperatura fa que el material sigui més dúctil.
2. Composició i estructura de la roca: La laminació fina comporta una ductilitat més elevada.
3. Intensitat de l'esforç: Una deformació lenta i suau propicia un comportament plàstic, mentre que una de violenta dona més fragilitat.
4. Contingut de fluids: Un contingut fluid alt fa que les roques siguin més plàstiques.

Deformacions Plàstiques: Els Plecs

El resultat de les deformacions permanents i contínues en masses rocoses amb comportament plàstic són els plecs o plegaments, estructures formades com a conseqüència de forces de compressió lateral o cisalla i que es presenten en forma d'ondulacions.

Parts d'un Plec

• Xarnera: És la zona de màxima curvatura d'un plec, on els estrats canvien el sentit del seu cabussament.
• Flanc: 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 respecte d'un pla vertical.
• Nucli: És la part més interna del plec.

Tipus de Plecs

Segons la posició del material, hi pot haver:

• Anticlinal: Els materials més antics es troben en el nucli del plec.
• Sinclinal: Els materials més moderns són els que es troben en el nucli del plec.

Segons la inclinació del pla axial respecte a la vertical, poden ser:

• Plec dret o recte: 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 dels estrats al llarg del plegament:

• Plec paral·lel: Conserven el seu gruix i formen capes paral·leles.
• Plec similar: No mantenen el seu gruix i tenen un engruiximent a la xarnera.

Un plec-falla: Es produeix quan els esforços que originen el plec són intensos i superen el límit de plasticitat de les roques (es trenquen).

Deformacions Fràgils: Falles i Diàclasis

Segons si es produeix o no desplaçament relatiu dels blocs fracturats, es distingeixen dos tipus de deformacions discontínues:

• Diàclasis: Són un tipus de fractura sense desplaçament dels blocs fracturats que apareixen en materials fràgils sotmesos a tensió.
• Falles: Són estructures tectòniques produïdes a causa d'esforços de tensió, compressió o de cisalla sobre materials fràgils. La seva superfície pot ser de magnitud diversa.

Elements d'una Falla

• Pla de falla: És la superfície de fractura al llarg de la qual es desplacen els blocs. Si el pla de falla és llis i polit s'anomena mirall de falla; si presenta solcs, estries de falla.
• Blocs de falla: Són els blocs rocosos desplaçats entre si pel pla de falla.
• Línia de falla: És la intersecció entre el pla de falla i la superfície del terreny.
• Salt de falla: És el desplaçament entre els blocs de falla.

Tipus de Falles

Les falles es classifiquen segons el moviment dels blocs:

• Falla normal o directa: És aquella en què el pla de falla s'inclina cap al bloc enfonsat. Inclou falles verticals.
• Falla inversa: El pla de falla s'inclina en direcció al bloc aixecat.
• Falla de direcció: El desplaçament dels blocs és horitzontal i paral·lel a la línia de falla.

Encara que les falles es poden trobar aïllades, sovint formen sistemes de falles, que poden ser:

• Fossa tectònica: Sèrie de blocs enfonsats cap a l'interior.
• Massís tectònic: Blocs més elevats cap al centre.

Roques que es Transformen: El Metamorfisme

El conjunt de processos que transformen les roques s'anomena metamorfisme. Aquests canvis es produeixen com a conseqüència de l'augment de la pressió i la temperatura.

Factors que Generen el Metamorfisme

• Temperatura: A mesura que s'avança cap a l'interior de la Terra, la temperatura s'incrementa uns 30ºC per cada quilòmetre de profunditat (gradient geotèrmic). Aquestes temperatures tan elevades són degudes a:
  • Calor residual del procés de formació de la Terra.
  • Desintegració de minerals radioactius.
  • Friccions entre plaques litosfèriques.
• Pressió: També augmenta amb la fondària, a causa del pes de les roques (pressió litostàtica).

Canvis Fisicoquímics del Procés Metamòrfic

Quan un mineral o una roca està sotmès a unes condicions diferents de les originals, la seva forma pot canviar. Això pot ser per:

• Transformació en minerals polimòrfics (sense cap reacció química). Apareixen minerals diferents però amb una mateixa fórmula química.
• Transformacions en les quals hi ha un canvi químic (els minerals inicials i els finals no tenen la mateixa composició química).

Al llarg dels processos de metamorfisme es produeixen canvis de textura, volum, forma i orientació. Es poden resumir en:

• Tendència a l'augment de volum dels minerals quan s'incrementa la temperatura.
• Predomini de formes aplanades quan hi ha una pressió que dura molt de temps.
• Una orientació perpendicular dels cristalls a la direcció de la pressió que origina la foliació.

Tipus de Metamorfisme

Metamorfisme Regional

Les zones de l'escorça terrestre sotmeses a esforços de compressió es pleguen i formen serralades. Les roques es transformen per l'acció de la temperatura i la pressió, donant lloc a diversos tipus de roques metamòrfiques:

• Epizona: És la més superficial; predominen roques amb grau suau de metamorfisme, com les pissarres.
• Mesozona: Correspon a un grau mitjà de metamorfisme, amb roques com els esquists.
• Catazona: És la zona amb un grau més elevat de metamorfisme; conté gneis i migmatites. A la part inferior es pot produir l'anatèxia.

Metamorfisme Tèrmic o de Contacte

El magma ascendeix des de les zones profundes de la Terra. Això provoca un fort escalfament de les roques del voltant, que es transformen en roques metamòrfiques. Es pot produir un bandeig dels minerals a causa de la calor.

Metamorfisme d'Enterrament

Els sediments es van dipositant a la conca i, a poc a poc, s'acumulen. Amb el temps, es crea una pressió a les roques que les va transformant.

Migmatització i Anatèxia

Són processos que ens indiquen el límit entre el metamorfisme i el magmatisme. Quan les roques són sotmeses a metamorfisme regional, assoleixen temperatures molt altes, i els minerals que les formen passen a la fase líquida en arribar al seu punt de fusió.

• Migmatites: Són el resultat d'una fusió parcial de les roques. Es caracteritzen per tenir bandes clares i bandes fosques.

Orògens i Orogènesi

• Orògens: Serralades de muntanyes.
• Orogènesi: Procés que origina les serralades.

Processos Previs a l'Orogènesi

Abans de l'orogènesi, hi ha processos com l'erosió i la sedimentació.

• Subsidència: La gran acumulació de sediments fa que aquests, poc a poc, es vagin enfonsant.

Inici de l'Orogènesi

Comença quan el marge que separa l'escorça oceànica de la continental deixa de ser inactiu. Les causes que produeixen aquest canvi encara no es coneixen amb detall, però se sap que van lligades als corrents convectius que hi ha a l'atmosfera.

Característiques dels Orògens

Els orògens es formen a les vores on convergeixen dues plaques, fet que produeix un escurçament de l'escorça. Això forma una mena d'arrel de la serralada i un seguit d'estructures tectòniques fruit de la compressió.

• Orògens de tipus alpí: Després d'un llarg període de subducció d'una placa oceànica sota una de continental, el volum de l'oceà es redueix progressivament, i el continent que hi ha a l'altre extrem es va apropant.
• Orògens de tipus andí: Quan una placa oceànica col·lideix amb una de continental.

Moviments Isostàtics

Són aixecaments del relleu formats pel reajustament del mantell. Un cop format el plegament, l'escorça continental forma una arrel a la serralada i desplaça el mantell cap avall.

Orògens Andins

L'intens fregament que es produeix entre les dues plaques genera un plegament intens de la zona marginal de la placa continental. En aquestes zones hi ha forts gradients geotèrmics i una abundància dels fenòmens magmàtics.

• Batòlits: Són masses de magma que es formen a l'interior d'aquests orògens.

Orògens Alpins

En aquest tipus d'orògens, cap de les dues plaques pateix subducció completa, ja que totes dues són continentals. Ambdues es deformen a causa de les altes pressions.

Evolució dels Orògens

• Sinorogènesi: Durant la fase d'orogènia, es formen conques sedimentàries perifèriques on arriben els materials procedents de l'erosió de la serralada que s'està aixecant.

Després de l'orogènia es fa un important reajustament, ja que el mantell desplaçat per la formació de l'arrel de la serralada tendeix a recuperar la seva posició. Això provoca un moviment de tipus isostàtic.

• Epirogènesi: Tipus de moviment vertical.