Registro de la deformación a escala microestructural en el cabalgamiento de Gavarnie (Zona Axial Pirenaica)

El cabalgamiento de Gavarnie presenta una zona de falla de unos 30m de espesor desarrollada en ampelitas y carbonatos silúricos, con registro de deformación dúctil (milonitas) en zonas próximas al plano de cabalgamiento principal y un aumento progresivo de la deformación frágil hacia zonas externas en la zona de falla. El análisis de láminas delgadas, bajo microscopio de luz reflejada y transmitida, revela el control y distribución de la deformación por la calcita y los filosilicatos s.l., desarrollando respectivamente foliaciones miloníticas y estructuras semi-dúctiles S-C-C’. Procesos de recristalización dinámica, disolución-precipitación y deformación intracristalina conllevan la generación de orientaciones preferentes de forma en los granos minerales de calcita. Los principales indicadores cinemáticos (S-CC’, fracturas frágiles de Riedel, foliaciones oblícuas, sombras de presión en piritas...) son compatibles con la vergencia Sur del Cabalgamiento de Gavarnie, sin observarse componentes oblicuas relevantes en el desplazamiento. The Gavarnie Thrust shows a 30m thick fault zone developed in the ampelitic and calcareous Silurian rocks, with a record of ductile deformation (mylonites) close to the main thrust plane and a progressive increase of the brittle deformation towards the marginal areas of the fault zone. The analysis of thin-sections under reflected and transmitted light with optical microscope reveals that calcite and phyllosilicates control the strain distribution in the fault rocks, leading to generation of mylonitic foliations and ductile-brittle S-C-C’ structures, respectively. Dinamic recrystallization, solution-precipitation and intracrystalline deformation generate shape preferred orientation in calcite grains. The main shear indicators (S-C-C’, brittle Riedel fractures, oblique foliations, pressure-shadows on pyrites…) are compatible with the South vergence of the Gavarnie Thrust, and no relevant oblique component of displacement has been observed

Contribución de la modelización analógica al estudio de procesos tectónicos de gran escala

La tectónica experimental o modelización analógica de procesos tectónicos es una técnica experimental que estudia los agentes que intervienen en los procesos tectónicos que se producen en la naturaleza mediante modelos dimensionados realizados en el laboratorio. El objetivo de estos modelos no es simplemente reproducir observaciones naturales, sino comprobar, mediante experimentos controlados, hipótesis sobre los mecanismos y las fuerzas que impulsan los procesos tectónicos. Un modelo correctamente dimensionado permite observar las condiciones necesarias para la formación de las estructuras tectónicas, así como su evolución en el tiempo. En este trabajo se presentan los fundamentos de dicha técnica y se muestran algunos ejemplos de modelos analógicos de procesos tectónicos a gran escala que han permitido avanzar en el conocimiento y comprender los mecanismos causantes de los mismos. Estos ejemplos incluyen la colisión de la India con el continente euroasiático, el inicio de un proceso de subducción, el plegamiento litosférico de la placa Iberia, la extensión litosférica y las grandes fallas de desgarre y cuencas de pull-apart asociadas

Geometry and kinematics of the Río Grío fault zone: Evidence of Alpine transpression in the Iberian Chain

La falla de Río Grío constituye uno de los principales accidentes que segmentan la Cordillera Ibérica.Mantiene dirección NNW-SSE, y está caracterizada por la presencia de una zona de falla con rocas asociadas (harinas y brechas de falla), con un espesor de decenas de metros. En este trabajo se presenta el análisis a escala mesoestructural de la zona de falla. Esta falla discurre próxima al cabalgamiento de Datos, la principal estructural Varisca de este sector de la Cordillera Ibérica. La cartografía detallada realizada revela que la zona de falla de Río Grío está compuesta por lentículas hectométricas, que muestran una geometría anastomosada y fuerte buzamiento hacia el sur. La estructura interna de las lentículas presenta elementos triásicos y ordovícicos, con pliegues apretados, zonas brechificadas y foliación. Los sentidos de movimiento deducidos a escala meso- (ejes de pliegues, estrías...) y microestructural (foliación, estructuras S/C) tienen fuerte componente inversa y direccional dextra, indicando una partición de la deformación entre las diferentes lentículas. El conjunto de la estructura se interpreta como el resultado de la reactivación durante la compresión cenozoica NNE-SSW a NE-SW de zonas de debilidad probablemente formadas durante la época tardihercínicaThe Río Grío fault is one of the main structures that cut across the Iberian Chain (NE Spain). It shows a NW-SE strike, and constitutes a fault zone with associated fault rocks (fault gauge, fault breccia), with thickness of tens of meters. In this work,we present the analysis at mesostructural scale of the fault zone.At the map scale, the Río Grío fault is nearly parallel to the Datos thrust, the main Variscan structure in this sector of the Iberian Chain. A detailed map of the fault zone shows that the Río Grío fault zone consists of several hectometre-scale anastomosing lenses strongly dipping to the South. The internal structure of these lenses shows Triassic and Ordovician fragments, with tight folds, brechified zones and widespread foliation. Displacement senses inferred from meso- (fold axis, striations...) and micro-structures (foliation, S/C structures) show strong reverse, dip-slip and dextral, strikeslip components, indicating strain partitioning between the different lenses. The whole structure is interpreted as the result of the re-activation, during the NNE-SSW to NE-SW Cenozoic compression, of weakness areas probably formed during the Late-Variscan stag

Geometría y cinemática de la zona de falla de Río Grío: evidencias de transpresión alpina en la Cadena Ibérica

La falla de Río Grío constituye uno de los principales accidentes que segmentan la Cordillera Ibérica.Mantiene dirección NNW-SSE, y está caracterizada por la presencia de una zona de falla con rocas asociadas (harinas y brechas de falla), con un espesor de decenas de metros. En este trabajo se presenta el análisis a escala mesoestructural de la zona de falla. Esta falla discurre próxima al cabalgamiento de Datos, la principal estructural Varisca de este sector de la Cordillera Ibérica. La cartografía detallada realizada revela que la zona de falla de Río Grío está compuesta por lentículas hectométricas, que muestran una geometría anastomosada y fuerte buzamiento hacia el sur. La estructura interna de las lentículas presenta elementos triásicos y ordovícicos, con pliegues apretados, zonas brechificadas y foliación. Los sentidos de movimiento deducidos a escala meso- (ejes de pliegues, estrías...) y microestructural (foliación, estructuras S/C) tienen fuerte componente inversa y direccional dextra, indicando una partición de la deformación entre las diferentes lentículas. El conjunto de la estructura se interpreta como el resultado de la reactivación durante la compresión cenozoica NNE-SSW a NE-SW de zonas de debilidad probablemente formadas durante la época tardihercínica

Zonas de relevo de falla en el margen oriental de la fosa del jiloca (Cordillera Ibérica): Geometría, cinemática y modelización analógica

El margen oriental de la fosa del Jiloca (Cordillera Ibérica) es el resultado de la disposición escalonada diestra de tres fallas normales de dirección NW-SE: las fallas de Calamocha, Sierra Palomera y Concud. Junto con la falla de Teruel, delimitan tres zonas de relevo con evidencias de fracturación reciente. El análisis de la deformación a escala cartográfica y de afloramiento, y su comparación con la fracturación desarrollada en varios modelos analógicos, ha permitido inferir su relación geométrica, cinemática y dinámica con las macroestructuras, en el marco del campo de esfuerzos de extensión radial o ‘multidireccional’ activo en la región de estudio. En los modelos analógicos se han estudiado las variaciones en el patrón de fracturación resultante, en función de las velocidades de extensión en dos direcciones ortogonales y de la orientación de las fallas principales respecto a dichas direcciones de extensión. Tanto en el área de estudio como en los modelos, la fracturación es longitudinal a las macroestructuras que delimitan los relevos. Está controlada por la dirección de las fallas y, en mayor medida, por la dirección de extensión ENE-WSW dominante en el campo de esfuerzos regional. Todo ello permite definir un nuevo tipo de interacción en zonas de relevo de falla extensionales, denominada en este trabajo relevo con fracturación longitudinal distribuida. The eastern sector of the Jiloca basin (Iberian Chain) developed due to the right-relay arrangement of three NW-SE striking normal faults: the Calamocha, Sierra Palomera and Concud faults. Together with the Teruel fault, they all bound three relay zones where evidence of recent fracturing has been found. Thanks to the analysis of brittle deformation, at both map and outcrop scales, and to its comparison with results from analogue modelling, we are able to infer its geometrical, kinematical and dynamical relationship with the macrostructures, within the framework of the near-multidirectional extension regime active in the studied area. During analogue modelling it was important to analyse possible variations in the resulting fractures, controlled by different extension velocities in two orthogonal directions and by the orientation of the main faults within both directions of extension. The fractures, both in the studied area and in analogue models, show a mostly parallel orientation to the macrostructures that bound the relay zones. They are controlled by the main fault strikes and, to a greater extent, by the dominant ENE-WSW direction of dominant extension within the regional stress field. All this has allowed us to define a new kind of interaction within extensional fault relay zones, called in this study relay with along-strike distributed fractures

Unraveling Multiple Thermotectonic Events Accommodated by Crustal\u2010Scale Faults in Northern Iberia, Spain: Insights From K-Ar Dating of Clay Gouges

Large-scale faults in the continental crust are significant features that control the evolution of sedimentary basins and intraplate mountain chains. Deciphering their evolution is a significant task because faults slip and reactivate in a variety of geological settings. In this work, clay gouges of two major orogen-scale, long-lived faults in northern Iberia, the Río Grío and Vallès-Penedès Faults, were investigated by X-ray diffraction and K-Ar isotopic analysis. Illite polytype determinations of 44 subfractions (from <0.1 to 10 Œºm) allowed us to discriminate between authigenic/synkinematic illite crystals formed during faulting and detrital illite crystals inherited from the host rock. K-Ar dating provided a detailed set of ages corresponding to key stages of the thermotectonic evolution of the Iberian Plate: (a) the Permian to Late Triassic extensional/transtensional activity associated to the emplacement of Late Variscan magmatic bodies and hydrothermal mineralizations, (b) the opening of the Central Atlantic Rift during Late Triassic-Early Jurassic times, (c) the Late Jurassic-Early Cretaceous rifting that led to the development of Mesozoic extensional/transtensional basins in northern Iberia, (d) the final stage of the anticlockwise rotation of the Iberian Plate with respect to Eurasia and the accommodation of the first Pyrenean compressional pulses in Campanian time, and (e) the positive inversion of Mesozoic extensional basins due to far-field stresses associated with the Alpine orogeny during the Paleogene. The results highlight that thermotectonic conditions characterized by high-geothermal gradients strongly favor fault movement and neoformation of clay minerals in fault gouges, regardless of the prevailing tectonic regime

Granitoides asociados a zonas de desgarre: modelos analógicos y aplicación al macizo de Lizio (zona de cizalla surarmoricana)

Granite intrusion in the upper crust along a crustal-scale shear zone has been modeled by injecting a Newtonian fluid (low-viscosity silicone putty) into a sandpack containing a ductile layer of silicone putty which acted as a potential décollement level along which the injected material could spread. The strike-slip regime was obtained using a mobile rigid basal plate sliding horizontally. Boundary conditions were chosen in order to analyze the influence of different rheologic profiles of the upper crust on the pattern of the intrusion. Experiments showed that: 1) intrusions are elongate and their long axis tends to track the principal stretching direction associated with the strike-slip regime, 2) intrusions are asymmetric shaped in horizontal view, with the development of a sheared tail trailing behind the intrusion, 3) the strike slip environment allowed local rising of the injected fluid along faults formed in the overburden, 4) when the crustal rheologic profile is similar in both sides of the shear zone, intrusions are asymmetric drop shaped, 5) when the viscosity of materials above the feeding pipe is higher that viscosity of materials of the other side of the shear zone, the asymmetric drop shape not appears. Lizio leucogranite of the South Armorican Shear Zone (South Brittany, France) emphasize that our experiments can explain the geometry of many syntectonic' granites emplaced along strike-slip zones. They further shed some light on mechanisms of pluton intrusion in the upper crust.El emplazamiento de granitoides en zonas de desgarre de la corteza superior se ha modelizado inyectando un fluido newtoniano en un paquete de arena en el cual se intercala una capa dúctil de silicona que actúa como un nivel de despegue potencial en el cual el material inyectado puede expandirse. El régimen de desgarre se obtiene utilizando una placa basal rígida y móvil que desliza horizontalmente. Se ha analizado la influencia de diferentes perfiles reológicos de la corteza superior en la forma de la intrusión. Los experimentos muestran que: 1) las intrusiones son alargadas y su eje mayor toma la dirección principal de elongación asociada al régimen de desgarre, 2) las intrusiones presentan forma asimétrica en planta, con el desarrollo de una cola en el sentido de cizalla, 3) el régimen de desgarre permite localmente la subida del fluido inyectado a lo largo de las fallas formadas en la cobertera, 4) cuando el perfil reológico de la corteza es igual a ambos lados de la zona de cizalla, las intrusiones presentan forma de gota asimétrica, 5) cuando la viscosidad de los materiales que están por encima del canal de alimentación es superior a la de los materiales del otro lado del accidente principal, no aparece la forma en gota asimétrica. El leucogranito de Lizio en la zona de cizalla surarmoricana (Sur de Bretaña, Francia) es un ejemplo de que la modelización analógica puede dar las claves para explicar la geometría de muchos granitos sintectónicos emplazados en zonas de desgarre

Estudio estructural del anticlinal del Basa (Cuenca de Jaca)

En este trabajo se presenta una descripción en profundidad del proceso de creación del modelado 3D y la realización de un modelo estructural de la cuenca de Jaca, en el sector del anticlinal de Basa. La zona de estudio se sitúa en Yebra de Basa, comprendiendo la zona central del anticlinal, y una parte del sinclinal de Cancias y el Sinclinorio del Guarga. El trabajo parte de una revisión bibliográfica, que se fue actualizando y expandiendo a lo largo de la mayoría de las etapas del trabajo. Se continuó con trabajos de campo y estudios de imágenes de satélite, a partir de los que se ha hecho un procesamiento, revisión e interpretación de los datos, para la realización de un mapa geológico de la zona estudiada. También se ha llevado a cabo la interpretación de un perfil sísmico, un análisis detallado de la macroestructura y la realización de un corte geológico. Finalmente, se ha completado el estudio con el análisis a escala mesoestructural, a partir del estudio detallado de orientaciones de estratificación, planos de falla, y pliegues. Todo ello ha permitido la realización del modelo estructural 3D. Las herramientas informáticas utilizadas han sido Excel, Arguis, Rockworks y Stereonet. El anticlinal es un pliegue volcado hacia el sur de ángulo interflanco medio de 35º, con asimetría en la potencia de los estratos de este a oeste de la zona, que sugiere la posición del depocentro de la cuenca al Oeste de la zona estudiada, teniendo las formaciones un mayor grosor en el oeste. Se han podido diferenciar tres poblaciones de fracturas y se ha percibido un cambio en la localización del depocentro desde el Bartoniense al Priaboniense, a partir de los sentidos de paleocorriente, con sentido suroeste durante el Bartoniense y sentido oeste en el Priaboniense.<br /

Aportaciones de la modelización analógica al estudio de la deformación intraplaca

Se han realizado modelos analógicos de sistemas frágil/dúctil dinámicamente dimensionados. Los experimentos consistieron en comprimir longitudinalmente un paquete de arena con un nivel basal de silicona que funciona como un nivel de despegue. Las condiciones en los límites se eligieron para analizar la influencia de la migración lateral del nivel dúctil, así como de la velocidad de deformación en el patrón de deformación resultante. Los resultados obtenidos indican que cuando el nivel dúctil migra lateralmente el mayor engrosamiento cortical no se produce en la zona más próxima al back-stop, sino que aparece desplazado hacia el interior del modelo. Dynamically scaled brittle/ductile analogue models have been performed. Experiments consisted of the compression of a sand-pack with a basal ductile layer of silicone putty acting as a décollement level. The boundary conditions were chosen to analyze the influence of the lateral migration of the ductile level and the strain rate on the deformational pattern. Results show that when the ductile level migrates laterally, the higher thickening is obtained far from the back-stop creating a high relief in the pro-wedge region