| MODELIZACIONES DE SISTEMAS DE CABALGAMIENTOS |
| 1.- Introducción
Teórica |
Tanto los prismas de acreción
como los cinturones de pliegues y cabalgamientos son caracterizados por:
1) una superficie basal de despegue debajo de la cual no hay deformación;
2) un acortamiento horizontal en el material situado por encima del despegue
y 3) una forma en cuña ("wedge") del material deformado,
con un espesor que disminuye hacía su zona externa. A grandes rasgos,
la mecánica de estas cuñas es análoga a la de las
cuñas que se forman frente a un bulldozer o un quita-nieve. La
cuña de tierra o de nieve se deforma internamente hasta que alcance
una forma estable formando un ángulo determinado respecto al suelo,
llamado ángulo crítico ("critical taper"). Si
la maquinaria sigue incorporando material en la parte frontal de la cuña,
esta última seguirá creciendo, y deformándose internamente
de manera a acomodar el flujo de material y mantener constante el ángulo
crítico. Este modelo mecánico sencillo nos proporciona una
explicación coherente para la geometría y la propagación
de las escamas de sistemas de cabalgamientos: esto últimos se propagan
secuencialmente hasta que el ángulo crítico sea alcanzado
y la cuña esté en equilibrio.
La premisa fundamental de los modelos propuestos por distintos autores
para el desarrollo de cuñas de cabalgamientos es que la deformación
de las rocas sigan un comportamiento de Coulomb. Significa que este comportamiento
es frágil e independiente de la velocidad de deformación.
De los modelos desarrollados por Davis et al. (1983), Dahlen (1990) y
Liu et al. (1991) entre otros, cabe destacar que: |
a) La
cohesión es despreciable en la mecánica de cuñas
compuestas principalmente por rocas sedimentarias, ya que medidas
en este tipo de rocas han mostrado que en la ecuación de ruptura
del criterio general de Coulomb, la cohesión es muy pequeña
en comparación con el término que depende de la presión.
Esto hace que el uso de la arena sea adecuado para modelizar la mecánica
de un prisma de acreción o de un cinturón de pliegues
y cabalgamientos, ya que es un material sin cohesión y con
un comportamiento frágil, independiente de la velocidad de
deformación.
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b) El
ángulo crítico de una cuña, esquematizada en
la Figura 1, seca y sin cohesión, puede ser aproximado a la
ecuación siguiente (Dahlen 1990):
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a + b = mb
(1 - sen f / 1+ sen
f)
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donde a representa la pendiente
topográfica de la cuña, b el buzamiento del despegue
basal, mb el coeficiente de fricción del despegue basal y f
el ángulo de fricción interna del material de la cuña;
como esta ecuación da el ángulo crítico de una
cuña como suma de los dos ángulos, el de la topografía
y el del buzamiento del despegue basal, se puede modelizar una cuña
sobre una despegue horizontal; el ángulo de la pendiente estable
del modelo representará así el ángulo crítico
de la cuña.
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Figura
1. Esquema de una cuña. a
representa el ángulo de la pendiente topográfica de
la cuña y b el buzamiento
del despegue basal; a + b es el
ángulo crítico de la cuña.
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