Chapter 4 Kick Control Reliability Analysis of Managed Pressure Drilling Operation
4.4 Results and Discussion
4.4.3 Discussion
dicho, poseen el estilo de pliegues isoclina-
les tumbados con un flanco inverso largo; para su estudio hemos tenido que limitarnos a las observaciones en trincheras, en las que son reconocibles normalmente pliegues mé- tricos o decamétricos, a los que se asocian pliegues parásitos de menor tamaño y menor desarrollo relativo del flanco corto: este ca- rácter se acentúa especialmente en los pliegues desarrollados sobre niveles más competentes.
Las superficies axiales y la esquistosidad ligada a estos pliegues debieron ser en ori- gen poco inclinadas y los buzamientos, a ve- ces bastante acusados, que ahora se miden son consecuencia de la superposición de los pliegues de F2 en menor grado, de otras de- formaciones posteriores.
En la fig. 24 se recogen ejemplos de las geometrías más características de los plie- gues P1. En todas ellas resalta el comporta- miento diferencial entre los niveles de dis- tinta naturaleza litológica. Los menos dúcti- les (grauwacas y cuarcitas) tienden a con- servar su potencia constante, aunque la ob- servación microscópica demuestra que poseen una esquistosidad de plano axial, de bajo án- gulo con el flanco. Los pliegues que afectan a paquetes más competentes, constituidos por bancos areniscosos separados por delga- das alternancias lutíticas, manifiestan carac- teres isopacos y una acusada geometría si- milar; presentan, por tanto, grandes flancos planos y charnelas muy reducidas, es decir, el aspecto de pliegues angulares muy cerra- dos, con charnelas rellenas de material lutí- tico.
Para el caso de niveles lutíticos bien de- sarrollados, tan abundantes en el Carbonífero de Cinco Villas, se desarrolla una esquistosi- dad de flujo y la obliteración de S0 es habi- tual, los pliegues son de geometría similar con adelgazamiento exagerado de los flancos. Cuando alternan regularmente niveles de distinta litología aparecen pliegues de com- portamiento parcialmente flexural en los que se sigue evidenciando el comportamiento dife- rencial de las distintas capas. Mientras que en los niveles incompetentes se observa un buen desarrollo de la esquistosidad paralela al pla- no axial y una aparente acumulación de mate- rial en las zonas de charnela, en las más com-
petentes el espesor varía muy poco de unas zonas a otras del pliegue. En esos casos se observa con cierta frecuencia refracción en la esquistosidad; así, en las zonas de char- nela de lechos más cuarcíticos, la S1 se dis- pone en abanico divergente, también hacia el núcleo del pliegue.
Todavía, en relación con la primera fase de deformación, destaca el desarrollo de ci- zallas tendidas que laminan los flancos de los pliegues y producen trasposiciones, a veces importantes, en les estructuras de plegamien- to. Estas superficies se observan a cualquier
escala: al microscopio, como después vere- mos, se presentan originando una textura len- ticular típica del metamorfismo dinámico. A escala del afloramiento se manifiestan como superficies frecuentemente arqueadas, deli- mitando entre superficies consecutivas «pe- ces tectónicos» que pueden contener charne- las de pliegues desenraizados.
El desarrollo de estas superficies de ci- zalla, con las trasposiciones asociadas, es inmediatamente subsiguiente a la formación de los pliegues P1 y de la esquistosidad S1. En ciertos casos favorables se ven las su- perficies de cizalla plegadas por pliegues de F2 y cómo consiguen laminar los flancos inversos de los P1 (fig. 30).
El propio cortejo de estructuras asociadas a la F1, hace más difícil establecer la ver- gencia de los pliegues tumbados. La propia geometría casi isoclinal de los P1, con un flan- co inverso bien desarrollado, condiciona el que, en los reducidos afloramientos de la región, pueda saberse cuál es el flanco más largo y cuál el más corto; es muy raro que en un afloramiento continuo lleguen a verse varios pliegues decamétricos P1 sucesivos y, aún así, cabe la incertidumbre de pensar si estarán asociados a un pliegue de un orden mayor y en qué flanco de ese posible plie- gue estarán situados. No obstante y a pesar Fig. 24. Esquemas mostrando la geometría de algunos pliegues de F1.
Fig. 25. Pliegue isoclinal de F1, plano axial horizontal.
(Esquema tomado de una fotografía). Carretera de Leiza a Hernani, Km. 36.
Fig. 26. Estructuras de F1 mostrando fuerte transpo- sición. Km. 45 de la carretera de Leiza a Hernani.
(Según foto).
Fig. 27. Pliegues de F,. Carretera de Leiza a Hernani, Km. 26. (Según foto).
Fig. 28. Pliegue de F1 limitado por superficies de ci- zalla. Carretera de Leiza a Hernani. Km. 44. (Según foto).
de estas dificultades, los datos recogidos nos inducen a creer la mayor probabilidad de las vergencias generales sean hacia el W; tampoco se han visto casos de pliegues tum- bados sucesivos, en los que los pliegues 1 más «altos» lleguen a recubrir a sus inme- diatos inferiores, situados a su W. De esta suerte, la disposición general parece ser la recogida en la fig. 31, en la que se dibujan pliegues P1, descontados los efectos de las fases de deformación posteriores.
LA ESQUISTOSIDAD S1
Ya hemos adelantado que, en relación con los pliegues de primera fase, llega a desarrollarse una esquistosidad de flujo, con-
siderando este término como sinónimo de «slaty cleavage», «flow cleavage» y «axial- plane cleavage».
La S1 es penetrativa y se presenta en ge- neral paralela a los planos axiales de los pliegues; no obstante, cuando hay alternan- cia de niveles de distinta litología, sufre re- fracción en las zonas de charnela y aparece dispuesta en abanico, convergente o diver- gente, según la capa en la que se observa.
En los flancos de los pliegues la esquis- tosidad se hace subparalela a S0, de tal ma- nera que en el campo son indiferenciables con frecuencia ambas superficies, S1 y S0. En las charnelas se aprecia cómo S0 llega a mostrarse traspuesta y crenulada a lo largo de las superficies de esquistosidad.
En los niveles lutíticos la elongación per- pendicular al aplastamiento es apreciable
con lo que la estratificación, casi siempre borrada, tiende a coincidir con S1 en los flan- cos; ni siquiera en las charnelas se recono- ce bien la traza de estratificación, oblitera- das por la S1 muy cerrada y por el crecimien- to orientado de minerales.
Al microscopio la S1 se manifiesta, en los horizontes lutíticos, por una orientación pa- ralela de los minerales micáceos de neofor- mación, que rodean a los elementos detríti- cos residuales, algunos de los cuales, como el cuarzo, se encuentran recristalizados y alargados en el sentido de la esquistosidad; en los extremos de ciertos granos se desa- rrollan colas de presión(1).
Cuando la litología es más rica en ele- mentos detríticos, tal como ocurre en las ro- cas grauwáquicas, se aprecia una foliación caracterizada por la alternancia de finísimos niveles cuarcíticos y micáceos, cuyo espe- sor varía entre 500 micras y 1 mm. Las ca- pitas cuarcíticas están formadas por crista- les de cuarzo alargados en el sentido de la esquistosidad; los fenómenos de cataclasis son muy frecuentes dentro de ellas formán- dose texturas miloníticas (los granos más gruesos se han triturado), con claras seña- les de recristalización. No es raro que estos niveles más cuarzosos se presenten micro- boudinados entre los más micáceos. En los lechos de grano más fino S1 se encuentra bien patentizada por la disposición paralela. de los minerales micáceos de neoformación.
En las rocas más pobres en elementos micáceos (cuarcitas, microconglomerados cuarcíticos), S1 sólo se manifiesta por la orientación preferencial y el aplanamiento de los granos detríticos.
Examinando los diagramas de la fig. 32 se aprecia cómo la S1 se encuentra a veces fuertemente inclinada, pero tal disposición no debe ser la original; de hecho se puede advertir, en algunos de estos diagramas, có- mo los polos de la esquistosidad se distri- buyen en círculos cuyos ejes tienen direc- ciones que coinciden aproximadamente con
las de plegamiento detectadas en fases pos- teriores. De acuerdo con tas características del plegamiento ligado a F1, la posición ori-
ginal de la S1 debió, en un principio, adoptar una disposición bastante tendida.
De acuerdo con las propias característi- cas de las estructuras formadas en esta fa- se de la deformación, cabe-esperar un desa- rrollo irregular de la lineación de intersec- ción de S0 y S1. En efecto, la S1 es subpara- lela a la estratificación en los flancos de los pliegues por lo tanto, sólo en las zonas de charnela existe la posibilidad de encontrar una buena lineación de intersección. En las superficies de estratificación de los bancos detríticos se distingue bien la lineación de crenulación, asociada a la de intersección en las charnelas preferentemente.
(1) Superpuesta a S1, en los niveles lutíticos, suele
aparecer una textura lenticular, resultante de la disposición anastomosada de superficies de trans- posición. Estas superficies deben guardar relación con las cizallas subsecuentes de los pliegues P1.
Fig. 29. Pliegues de F, limitados por superficies de ci- zalla. Carretera de Leiza a Hernani, Km. 44. (Según foto).
Fig. 30. Esquema mostrando superficies de cizalla subsecuentes de F1 plegadas por P2. Carretera de
Hernani a Leiza, Km. 45. (Según foto). Fig. 31. Esquema de la disposición primitiva que de- bían presentar los P1.
Fig. 32. Diagramas de proyección de polos de S1 S0, indicando el sector a que cada
uno de ellos representa. Intervalos: 2-4, 6-8, 10-12 y > 12%, 1, sucesión esquistosa de Cinco Villas; 2, calizas de Aranaz; 3, granito de Peñas de Aya; 4, Mesozoico.
LAS DIRECTRICES ESTRUCTURALES DE LA F1
El estudio de la orientación de las estruc- turas de plegamiento formados en la prime- ra fase hercínica resulta difícil, ya que han sido modificadas por las deformaciones pos- teriores. Las condiciones de afloramiento han impedido obtener, aunque fuera en subáreas reducidas el trazado cartográfico de las fi- guras de interferencia originadas por la su- perposición de plegamientos, para a partir de ellas emprender la reconstrucción de la for- ma y orientación originales de las estructu- ras de F1. En consecuencia, se ha recurrido al sistema de recoger medidas de ejes de plie-
gues en diferentes sectores favorables, agru- pando dichas medidas en respectivos diagra- mas de proyección equiareal, a fin de obte- ner una distribución estadística de las orien- taciones (fig. 33).
Como se puede apreciar en los diagra- mas, la distribución de polos de ejes de P1 refleja una dispersión acentuada. Sin embar- go, se pueden observar máximos que indican que las estructuras de plegamiento origina- das en esta fase debían tener una orienta- ción preferente próxima a la N-S, al N del área estudiada, mientras que, hacia el sur, adoptan una dirección NE-SW, describiendo en conjunto un ligero arco cuya concavidad
Fig. 33. Representaciones en proyección equiareal de ejes de P1. Intervalos: 4-2, 3-5, 6-7
y > 7%. Cada diagrama corresponde a la proyección en el hemisferio inferior de 100 ejes. A, al N del río Urumea; B, Goizueta-Arano; C; sector del río Bidasoa.
Fig. 34. Pliegue de F2. Esquema dibujado sobre la su-
perficie pulida en una muestra perpendicular al eje. está situada hacia el NW. Es posible que es-
te arqueamiento no sea original sino que se haya provocado por efecto de esfuerzos pos- teriores.
Además de esos máximos, en los diagra- mas se observan ciertas concentraciones de puntos: examinándolas detenida mente se puede apreciar cómo, aproximadamente, se distribuyen insinuando círculos máximos o mínimos de la esfera, lo que hace suponer que se trate de distribuciones que reflejan vagamente las modificaciones en orientación provocadas por plegamientos posteriores. También y de alguna manera las cizallas li- gadas a la F1 pueden haber contribuido a la dispersión en las orientaciones de los ejes de pliegues P1.
En definitiva, se puede concluir, de acuer- do con lo que ya había sido adelantado por autores anteriores (RICHTER, 1963, 1965; KRAUSE, 1973; CAMPOS y GARCIA DUE- ÑAS, 1975; CAMPOS et al., 1975; VILLALO- BOS, 1977), los pliegues de esta fase debie- ron formarse con sus ejes orientados aproxi- madamente en dirección N-S.
4.1.1.2. La segunda fase de deformación