Cabalgamientos pirenaicos / Pyrenean thrust faults

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Para ver la foto con detalle, pincha sobre la de debajo: se abrirá en mi cuenta de flickr. 

La entrada de hoy está dedicada a mi estructura geológica favorita: los cabalgamientos. Como ya expliqué en varias de las entradas, son fallas inversas de bajo ángulo que superponen rocas encima de otras, sobre las cuales pueden desplazarse varios kilómetros. Básicamente permiten acortar lateralmente las rocas cuando son sometidas a esfuerzos compresivos.

Su especial geometría favorece estos grandes desplazamientos, que de otra manera serían imposibles de conseguir. Los cabalgamientos forman una superficie de ruptura quebrada, con lugares inclinados (rampas) y lugares planos (rellanos). En las rampas, la falla corta la sucesión rocosa de abajo hacia arriba, como una falla inversa, mientras los rellanos favorecen el desplazamiento del bloque superior de la falla a lo largo de decenas de kilómetros (en algunos casos) sin generar problemas de espacio en la corteza.

Imaginemos una falla inversa normal y corriente, con un ángulo de unos 50º. Si queremos acortar lateralmente las rocas 10km, el desplazamiento vertical sería de unos 12,3km, con lo cual cualquier  intento de acortamiento sería (probablemente) rápidamente bloqueado por el propio peso de las rocas sobre el plano de falla, y el movimiento sería bloqueado.

Por el contrario, si el acortamiento se produce por un cabalgamiento, el desplazamiento vertical sería de apenas 1,96km, en el caso dibujado. Estos desplazamientos evidentemente cambiarían en el caso de utilizar otra configuración inicial, pero nos hacemos una idea de las diferencias entre ambos tipos de fallas.

Los cabalgamientos son unas de las estructuras más frecuentes en cordilleras montañosas, en gran parte responsables de su elevación y el acortamiento al que han dado lugar entre dos placas tectónicas. En el caso de los Pirineos, por ejemplo, se ha estimado que el acortamiento producido por la colisión entre las placas Ibérica y Euroasiática fue de unos 160km, lo que lo convierte en un orógeno de “pequeña” escala, si lo comparamos por ejemplo a los Himalayas, para el cual se ha calculado, como mínimo, un acortamiento de 670km.

Por otro lado, la particular geometría de un cabalgamiento provoca que esté siempre íntimamente relacionado con otras estructuras: pliegues. Hay numerosos tipos de pliegues asociados a los cabalgamientos, de los que hoy voy a hablar de uno en concreto: los pliegues de flexión de falla.

Para entenderlos, primero voy a definir algunos elementos de un cabalgamiento. Como ya he explicado, la superficie de rotura se divide en rampas y rellanos, pero también los bloques superior e inferior se dividen espacialmente en rampas y rellanos en relación a su posición original con respecto al plano de rotura:

Como vemos, cuando el bloque superior se desplaza, da lugar a que algunas rampas de bloque superior queden en contacto con rellanos de bloque inferior, lo cual genera un pliegue anticlinal de flexión de falla: el bloque superior debe amoldarse a su nueva posición para evitar un espacio vacío.

Los cabalgamientos, pese a su abundancia en la naturaleza, no suelen dejar al descubierto su anatomía interna, aunque pueden reconocerse por muchas otras evidencias. Por lo tanto, cuando lo hacen constituyen una de las mayores pruebas de las fuerzas de la naturaleza en nuestro planeta.

En la fotografía se puede apreciar uno de los mejores afloramientos de un cabalgamiento en toda su magnificencia (junto con otro justo en la otra ladera del valle, que mostraré otro día). Está tomada en la cabecera del impresionante Cañón de Añisclo, en el Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido, mirando hacia la cima de la magnánima, al menos por su nombre, Punta de las Olas (3022m), el pico más alto en la fotografía.

Pese a ser un cabalgamiento de poca importancia, la escala a en la que se nos muestra hacen de él algo esplendoroso: el precipicio que ocupa la banda central, justo entre canchales, mide unos 160m de altura. Podemos observar cómo la sucesión típica del Parque Nacional se repite por medio de cabalgamientos varias veces: las Formaciones Marboré, Salarons y Gallinera. Cada uno de ellos presenta un pliegue de flexión de falla, aunque en ningún caso demasiado acusado.

Las múltiples repeticiones de las calizas de la Fm. Gallinera por medio de cabalgamientos permiten que Monte Perdido sea el pico de roca caliza situado a mayor altitud de todo el continente europeo.

Para conocer mejor la historia de Ordesa, os remito a mi entrada sobre Monte Perdido. El cabalgamiento que aparece en la fotografía forma parte del Sistema de Cabalgamientos de Monte Perdido, cuya cima se encuentra apenas un kilómetro detrás (hacia el W) de la Punta de las Olas. El Cañón de Añisclo, como el de Ordesa, constituye un corte geológico excepcional que pone de manifiesto la complejidad geológica de una de las cadenas montañosas mejor estudiadas del planeta.

En caso de que queráis disfrutar de estas vistas en la realidad, aquí podéis encontrar un enlace con su localización exacta.

 

In order to see the picture properly, click on the one below: it will open in my flickr account. 

Today’s post is devoted to my favorite geological structures: thrust faults. As I have explained in several of my other posts they are low angle reverse faults that emplace rocks on top of others, over which they can slide several kilometers. Essentially they allow the lateral shortening of rocks when undergone to compressive stresses.

Their special geometry favours large displacements that otherwise would be out of nature’s reach. Thrust faults form a surface of broken rock, with dipping intervals (ramps) and horizontal intervals (flats). Along the ramps, the faults cut the rock succession from the bottom upwards, as a reverse fault, while flats favour the displacement of the upper block of the fault along tens of kilometers (in some cases) avoiding at the same time space problems.

Imagine a standard reverse fault with a dipping angle of around 50°. If we want to shorten the rocks 10km laterally, the vertical displacement would be of around 12.3km. Therefore, any shortening attempt would (probably) quickly be cancelled by the weight of the rocks above the fault plane itself, as the movement would get locked.

Conversely, if the shortening is accommodated by a thrust, the vertical displacement would be of only 1,96km. These displacements would obviously change in the case of using a different initial setup, but we can get an idea of the differences between the two types of fault.

Thrusts are one of the most common structures in mountain ranges, largely responsible for the shortening that has resulted from the collision of two tectonic plates that leads to their lifting. In the case of the Pyrenees, for example, it has been estimated that the shortening produced from the collision between the Iberian and Eurasian plates was about 160km, making it a orogen of “small” scale when compared for example to the Himalayas, for which a shortening of at least 670km has been calculated.

Moreover, their particular geometry causes thrusts to be always closely related to other structures: folds. There are numerous types of folds associated with thrusts, among which today I will mention one in particular: fault-bend folds.

In order to understand them, I will firstly define some elements of a thrust fault. As I have explained, the failure surface is divided into ramps and flats, but also the upper and lower blocks are spatially divided in ramps and flats according to the original relative position of the rocks with respect to the thrust plane:

As seen, when the hangingwall is displaced, some hangingwall ramps get in contact with footwall flats, which generates an anticlinal fault-bend fold: the hangingwall must adjust itself to its new position in order to avoid empty spaces.

Thrust faults, despite their abundance in nature, do not usually expose their internal anatomy in the surface, even though they can be recognized by many other evidences. Therefore, when they do crop out, they constitute one of the greatest evidences of the nature forces on our planet.

In the photograph we can see one of the best thrust outcrops in all its magnificence (together with another one just on the other side of the valley, which I will show another day). It is taken in the head of the impressive Añisclo Canyon, in the Ordesa and Monte Perdido National Park, facing the top of the magnificent (at least its name is) Punta de las Olas (3022m, Waves’ Crest), the highest peak in the picture.

Despite of being a minor thrust, the scale on which it is shown makes of it something magnificent: the cliff in the middle, just sandwiched between screes, has a height of around 160m. We can see how the typical rock sequence of the National Park is repeated several times through thrusts: the Marboré, Salarons and Gallinera Formations. Each of them has an associated fault-bend fold, although not really prominent.

The multiple stacking of Gallinera Fm. limestones through thrusts has allowed Monte Perdido to be the highest limestone peak in the European continent.

 If you want to learn more about the history of Ordesa, I refer you to my post about Monte Perdido. The thrust that appears in the photograph is part of Monte Perdido thrust system, whose summit is just a kilometer behind (to the W) of the Punta de las Olas. Añisclo Canyon, just like Ordesa’s, provides an exceptional geological section which shows the geological complexity of one of the best studied mountain ranges on the planet.

In case you want to enjoy this view in real like, here I show you its exact location: