Inversión tectónica

La inversión tectónica positiva ocurre cuando las fallas extensionales que limitan cuencas sedimentarias, en este caso la Cuenca Neuquina, cambian el sentido de movimiento durante la tectónica compresiva y las cuencas resultan elevadas en diferente grado a partir de diversos mecanismos (Williams et al., 1989). La inversión tectónica se define como un cambio de elevación estructural relativo al nivel regional por una subsecuente deformación (Cooper y Williams, 1989; Mc Clay, 1992). Durante este proceso las fallas extensionales previas, de alto ángulo de buzamiento, son reactivadas como fallas compresivas. Si bien no es el foco de discusión si hay o no inversión tectónica en el ámbito de la Cordillera de los Andes, la mayor falta de consenso está relacionada con cuan eficiente es este proceso de reactivación de fallas normales para explicar los grandes alzamientos e importantes acortamientos registrados en la cadena andina (Dimieri et al., 1997b, Dimieri y Turienzo, 2012).

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Figura 5.9.a- Modificada de Dimieri et al. (1997). Se observan los diferentes desplazamientos generados en una falla normal invertida con 60° de buzamiento, donde dv es el desplazamiento vertical, dh es el desplazamiento horizontal, d es el desplazamiento neto. b- Modificada de Williams et al. (1989). Se observan tres esquemas. En el de la izquierda se observa una falla normal, la cual genera la geometría rollover y la depositación de las capas en forma de cuña u arpón. En las dos figuras siguientes se observa la inversión de esa falla, con un grado de inversión razonable y con un grado de inversión menos probable. En línea punteada se observa dónde se generaría la falla de atajo o un nuevo corrimiento relacionado al nivel de despegue inferior.

Muchos, pero no todos los cinturones orogénicos, presentan una historia pre- contraccional relacionada a una etapa de rifting con generación de fallas normales en el margen continental; por esta razón es razonable pensar que estas estructuras, que representan zonas de debilidad en la corteza, sean reactivadas durante una orogenia compresiva posterior. Las fallas normales presentan generalmente un mayor buzamiento que los corrimientos, cercano a los 60° como es de esperarse según la teoría de fracturación de Anderson (Fig. 5.9. a y b). Este alto ángulo de buzamiento no es el más adecuado para producir importantes desplazamientos entre bloques fallados cuando el sigma 1 se encuentra en la horizontal. Por tal motivo, el desplazamiento producido por la inversión tectónica de fallas previas con alto ángulo de buzamiento es limitado. Es muy importante a la hora de interpretar fallas normales invertidas, tener en mente cual es el grado de inversión probable de esas estructuras. En la figura 5.9.a se observa un esquema del desplazamiento asociado a componentes de una falla normal, en donde dv es el desplazamiento vertical, dh es el desplazamiento horizontal y d es el desplazamiento neto producido por una falla con 60° de buzamiento.

Si la contracción tectónica continúa, luego de invertirse totalmente el basamento y ser completamente expulsado el relleno de sin-rift, la contracción comúnmente se desarrolla a través de corrimientos de bajo ángulo conocidos como fallas de atajo o

99 shortcuts (Fig. 5.10.), cuya inclinación es más favorable para acomodar acortamientos importantes ante esfuerzos compresivos horizontales.

Figura 5.10.a- Modificado de Cooper et al. (1989). Se observa un hemigraben extensional, con la clásica geometría roll-over. El esfuerzo principal es horizontal, sigma 1 (σ1_{), θ es el ángulo de corte de la falla}

normal, el cual es de 60°. A la derecha de esta falla se observa la posición en la que la falla de atajo se va a desarrollar con un ángulo θ 2 _{menor que la falla previa. También se observa que el primer tramo de la falla}

de atajo coincide con el primer tramo de la falla normal, el cual es de bajo ángulo dado a la geometría lístrica que posee esta falla en profundidad, b- Se observa le geometría final, con un grado de inversión razonable o intermedio, mientras que por debajo responde como una falla de tipo normal o directa.

Las fallas normales desarrolladas en los sistemas extensionales comúnmente presentan una geometría lístrica, es decir una forma curvada que se horizontaliza en profundidad hacia un nivel de despegue mayor. Cuando un bloque es movido sobre estas fallas curvas las capas son flexionadas ocasionando una antiforma conocida con el nombre de anticlinal rollover (Fig.5.10.a). El espacio así generado en el bloque colgante es rellenado por los depósitos de sin-rift, que muestran un engrosamiento hacia el extremo en el cual se encuentra la falla. Esta geometría extensional, puede empezar a invertirse si el régimen tectónico cambia de extensional a compresional. Es importante

100 destacar que la geometría inicial de la falla no cambia ni varía su inclinación durante la reactivación (Fig. 5.10 y 5.9).

Figura 5.11- Modificado de Williams et al. (1989). Geometría rollover de las capas y ubicación del punto nulo, que es aquel en el cual las capas presentan su posición original y no muestran un salto de falla. En la parte inferior izquierda de la imagen se observa la falla anterior parcialmente invertida, mientras que en el extremo inferior derecho se observa la falla con un mayor grado de inversión. Nótese que el comportamiento de la falla por encima del punto nulo es de una falla inversa.

Un elemento muy importante durante la inversión de una falla directa es la presencia de un punto nulo, que se localiza en el nivel estratigráfico que mantiene o recupera su posición inicial previa al fallamiento (Williams et al., 1989). La distancia entre el punto nulo y la intersección al tope de los depósitos sin-extensionales o de sin-rift y el plano de falla, indican la cantidad de inversión que sufrió la misma medida sobre el plano. Como se observa en la figura 5.11, la falla por debajo de ese punto evidencia un rechazo normal y por encima de ese punto muestra un salto de falla inverso. Es sumamente importante reconocer la geometría de cuña o de arpón, típica de los depósitos de sin- rift, para postular un mecanismo de inversión tectónica en un área. Algunos factores como un menor ángulo de la falla inicial, presencia de fluidos, menor oblicuidad

101 respecto al esfuerzo compresivo, menor profundidad de soterramiento, pueden favorecer a la inversión tectónica. Por el contrario, fallas normales con alto ángulo de buzamiento dificultan el mecanismo de inversión, así como también el aumento de la fricción en el plano de falla dado por la falta de fluidos o en caso de elevadas presiones confinantes, en cuyo caso y siguiendo el criterio de fracturación de Coulomb, se requiere un menor esfuerzo para fracturar que para deslizar una falla previa.