Plec

Un plec o plegament en la geologia són deformacions que s'originen en les roques de naturalesa plàstica en ser sotmeses a esforços de compressió. Els plecs es produeixen quan una pila de superfícies originalment planes de sediments són doblats o corbats com a resultat de la deformació geològica abans que sigui litificada.^[1][2]

Aquest article o secció no cita les fonts o necessita més referències per a la seva verificabilitat.

Plec a la Ribera Alta

Diagrama d'un plec anticlinal amb les principals parts

Els plecs s'originen per esforços de compressió sobre les roques que no arriben a trencar-les; en canvi quan sí que ho fan, es formen les falles geològiques. Generalment els conjunts de plecs grossos es fan a la vora de les plaques tectòniques^[3] i són sotmesos a dos tipus de forces: laterals, originades per la mateixa interacció de les plaques (convergència) i forces verticals, que són el resultat de l'aixecament pel fenomen de la subducció al llarg d'una zona de subducció més o menys ampla i allargada on s'aixequen les serralades o relleus de plegament. Els plegaments es poden formar en qualsevol ambient tectònic encara que el seu major desenvolupament es produeix als marges dels orògens de col·lisió (cinturons de plegament).^[4]

Els plecs en les roques varien en grandària des d'arrugues microscòpiques a plecs de la mida de muntanyes. Es produeixen per separat com plecs aïllats i en extensivos trens de plegat de diferents mides i en una varietat d'escales.

Els plecs es formen sota condicions variades d'estrès, pressió hidroestàtica, de pressió de porus i de gradient de temperatura, com que són presen en sediments suaus, tot l'espectre de roques metamòrfiques, i fins i tot en estructures de flux primari en algunes roques ígnies.

Un conjunt de plecs distribuïts a escala regional constitueix un faixa plegada, una característica comuna de zones orogèniques. Els plecs es formen comunament per l'escurçament de les capes existents, però també es poden formar com a resultat del desplaçament en una falla no-planar (pec per falla corbada), a la punta d'una falla que es propaga (plec de propagació de falles), per diferència de compactació o a causa dels efectes d'un alt nivell d'intrusió ígnia, per exemple, per sobre d'un lacòlit.

Les roques poden experimentar tres formes de deformacions:

• Elàstiques: són deformacions reversibles en què, quan s'atura la força, el material recupera la forma inicial. Els terratrèmols produeixen aquestes deformacions a les roques quan vibren per l'acció de les ones sísmiques.
• Plàstiques: són deformacions irreversibles de roques que pateixen intenses forces de compressió al llarg de milions d'anys.
• Fràgils: són deformacions irreversibles que tenen lloc quan els materials són rígids i els esforços als quals estan sotmesos, siguin de compressió o distensió, superen la capacitat de deformar-se de forma elàstica o plàstica. En aquests casos les roques es fracturen.

Parts

Elements d'un plec.

Un plec està format per:

• Pla axial: és el pla que uneix totes les xarneres. Divideix el plec en dues parts o flancs. És el que determina el capbussament o angle d'inclinació del plec.
• Eix del plec: és la línia d'intersecció del pla axial amb la xarnera del plec.^[5][6]
• Nucli del plec: és la zona més interna i central del plec.
• Xarnera: és la zona de màxima curvatura.^[7]
• Flanc: zones laterals de cada plec, situades a banda i banda de la xarnera.
• Capbussament: és l'angle que forma el flanc amb l'horitzontal del sòl.
• Plegat cilíndric: Un plec que pot ser generat per un eix de plec es denomina plec cilíndric. Aquest terme s'ha ampliat per a incloure plecs gairebé cilíndrics. Sovint, l'eix del plec coincideix amb la línia de frontissa.^[8][9]

Tipologies

Mecanisme d'experimentació que reprodueix plecs geològics per empenta horitzontal. El resultat de la fotografia mostra un anticlinori.

Segons l'edat relativa dels materials.

• Anticlinal: les capes més antigues se situen en el nucli i les més recents envolten la resta. S'identifiquen amb facilitat perquè sovint tenen forma d'A.^[10]
• Sinclinal: les capes més recents se situen en el nucli del plec i les més antigues envolten la resta. S'identifiquen perquè sovint solen ser en forma de vall o de V.^[10]

Segons el sentit de la curvatura:

• Antiforme: el plec és convex cap amunt, tot plec antiforme de primera generació és un anticlinal.
• Sinforme: el plec és còncau cap amunt o convex cap avall, tot plec sinforme de primera generació és un sinclinal.

Segons la posició del pla axial.

• Recte: el pla axial és perpendicular a la superfície terrestre.
• Inclinat: el pla axial està inclinat.
• Ajagut: el pla axial és paral·lel a la superfície terrestre.
• Invertit: el pla axial ha girat més de 90°.

Segons l'obertura entre els flancs:

• Suau: els flancs formen un angle obtús.
• Obert: els flancs formen un angle agut.
• Estret-tancat
• Isoclinal: els seus flancs són paral·lels.

Característiques descriptives

Grandària dels plecs

Els plecs menors es veuen amb bastant freqüència en aflorament; els plecs majors rares vegades, excepte als països més àrids. No obstant això, els plecs menors poden proporcionar sovint la clau dels plecs majors amb els quals estan relacionats. Reflecteixen la mateixa forma i estil, la direcció en la qual es troben els tancaments dels plecs majors, i el seu clivatge indica l'actitud dels plans axials dels plecs majors i la seva adreça de bolcada.^[11]

Forma del plec

Pleguis tipus txeuró a Irlanda.

Un plec pot tenir forma de txeuró, amb flancs plans que es troben en un eix angular, de cúspide amb flancs corbs, de circular amb un eix corb, o d'el·lipse amb longitud d'ona desigual.

Amplitud del plec

Angles entre membres

L'amplitud o estretament del plec es defineix per la grandària de l'angle entre els flancs del plec (mesurat tangencialment a la superfície plegada en la línia d'inflexió de cada flanc), anomenat angle entre flancs.^[12] Els plecs suaus tenen un angle entre flancs d'entre 180° i 120°, els plecs oberts oscil·len entre 120° i 70°, els plecs tancats entre 70° i 30°, i els plecs atapeïts entre 30° i 0°.^[13] Les isoclines, o plecs isoclinals, tenen un angle entre flancs d'entre 10° i zero, amb flancs essencialment paral·lels.

Simetria dels plecs

No tots els plecs són iguals a banda i banda de l'eix del plec. Els que tenen extremitats de longitud relativament igual es denominen simètrics, i els que tenen extremitats molt desiguals són asimètrics. Els plecs asimètrics solen tenir un eix en angle amb la superfície original desplegada sobre la qual es van formar.

Inclinació i vergència

La vergència és la direcció cap a la qual s'inclina l'eix d'un plec, mesurat en una direcció perpendicular a aquest.

Classes d'estils de deformació

Classificació de plecs de Ramsay per convergència d'isògons de cabussament (línies vermelles).^[14]

Els plecs que mantenen un gruix de capa uniforme es classifiquen com a plecs concèntrics. Els que no ho fan es denominen plecs similars. Els plecs similars tendeixen a mostrar un aprimament de les extremitats i un engruiximent de la zona de frontissa. Els plecs concèntrics són causats per la deformació deguda al vinclament actiu de les capes, mentre que els plecs similars solen formar-se per alguna forma de flux de cisallament en la qual les capes no són mecànicament actives. Ramsay ha proposat un esquema de classificació per als plecs que sovint s'utilitza per a descriure els plecs de perfil basat en la curvatura de les línies internes i externes d'un plec i el comportament dels isògons de cabussament, és a dir, línies que connecten punts d'igual cabussament en superfícies plegades adjacents.^[15]

Mecanismes de plegament

El plegament de les roques ha d'equilibrar la deformació de les capes amb la conservació del volum en una massa rocosa. Això ocorre per diversos mecanismes.

Lliscament per flexió

El lliscament flexural permet el plegament mitjançant la creació de lliscaments paral·lels entre les capes dels estrats plegats, que, en conjunt, donen lloc a la deformació. Una bona analogia és doblegar una guia telefònica, on la conservació del volum s'acomoda per lliscament entre les pàgines del llibre.

El plec format per la compressió dels llits rocosos competents es denomina "doblament de flexió".

Plec de deformació

Normalment, es creu que el plegament es produeix per simple vinclament d'una superfície plana i el seu volum de confinament. El canvi de volum és acomodat per capes paral·leles que escurcen el volum, el gruix del qual augmenta. El plegament per aquest mecanisme és típic d'un estil de plec similar, ja que els membres aprimats s'escurcen horitzontalment i les articulacions engrossides ho fan verticalment.

Desplaçament de la massa

Si la deformació del plec no pot ser acomodada per un lliscament per flexió o un escurçament per canvi de volum (vinclament), les roques són generalment retirades de la trajectòria de l'esforç. Això s'aconsegueix mitjançant dissolució per pressió, una forma de procés metamòrfic, en el qual les roques s'escurcen dissolent els constituents en zones d'alta tensió i redipositant-los en zones de menor tensió. Els plecs creats d'aquesta manera inclouen exemples en migmatites i zones amb un fort clivatge planar axial.

Mecànica del plegament

Els plecs en la roca es formen en funció del camp de tensió en el qual es troben les roques i de la reologia, o mètode de resposta a la tensió, de la roca en el moment en què s'aplica la tensió.

La reologia de les capes que es pleguen determina els trets característics dels plecs que es mesuren sobre el terreny. Les roques que es deformen més fàcilment formen molts plecs de longitud d'ona curta i gran amplitud. Les roques que no es deformen tan fàcilment formen plecs de longitud d'ona llarga i baixa amplitud.

Implicacions econòmiques

Indústria minera

Parany anticlinal de petroli.

Les capes de roca que es pleguen en una xarnera necessiten acomodar grans deformacions en la zona de la xarnera. El resultat són buits o zones de menor pressió entre les capes. Aquests buits, i sobretot el fet que la pressió de l'aigua sigui menor en ells que fora, actuen com a desencadenants de la precipitació de minerals. Al llarg de milions d'anys, aquest procés és capaç de recollir grans quantitats de minerals traça de grans extensions de roca i dipositar-los en llocs molt concentrats. Aquest pot ser un mecanisme responsable de les vetes. En resum, a l'hora de buscar vetes de minerals valuosos, el més assenyat seria buscar roques molt plegades, i aquesta és la raó per la qual la indústria minera està molt interessada en la teoria del plegament geològic.^[16]

Indústria petroliera

Els paranys anticlinals es formen per plegament de la roca. Per exemple, si una unitat de gres porós cobert d'esquist de baixa permeabilitat es plega en un anticlinal, pot contenir hidrocarburs atrapats en la cresta del plec. La majoria dels paranys anticlinals es creen com a resultat de la pressió lateral que plega les capes de roca, però també poden produir-se per la compactació dels sediments.^[17]