Fernando C. LopesDep. Ciências da Terra; Centro de Geofísica - Univ. Coimbra
1. MECANISMOS E DOMÍNIOS DA DEFORMAÇÃO  1. 1. mecanismos da deformação1 – Fracturação       mecanismo responsável pela for...
4 – Fluxo       material rochoso escoa de maneira similar à dos líquidos, dando origem a dobramentos     diferentes dos re...
1. 2. Níveis estruturais                           •Níveis estruturais: os diversos domínios                           da ...
•Nível Estrutural Inferior  mecanismo dominante é inicialmente o achatamento, seguindo-se o fluxo e a fusão da rocha(anate...
2. FALHAS  2. 1. Conceito•falha - superfície de fractura, ou uma zona relativamente estreita, ao longo da qual um dos lado...
2. 2. Importância•Científica - são, por excelência, as estruturas geradoras de actividade sísmica. O seu estudo permitecom...
2. 3. Estilos de falhamento• Fracturas e Zonas de Cisalhamento Frágil:•A maior parte das falhas são: simples fracturas pro...
• Zonas de Cisalhamento Dúctil:• são zonas de cisalhamento com deformação dúctil;• o movimento ocorre sem perda de coesão,...
• A translacção diferencial dos corpos rochosos, separados pela zona de cisalhamento, é feito atravésdo fluxo dúctil do ma...
• Nas zonas de cisalhamento dúctil, as rochas crustais podem apresentar estiramento ou encurtamento.                      ...
2. 4. Terminologia                                             Escarpa de falha   Linha de falha                          ...
2. 5. Classificação• Com base no movimento relativo (deslizamento; slip):• Falhas com Desligamento Paralelo ao Pendor (Dip...
• Com base no movimento relativo e no campo de                                               tensões:Bloco de referência  ...
2. 6. Reconhecimento das falhas• Características intrinsecas às próprias falhas Texturas e Estruturas Resultantes do Cisal...
• Rochas cataclásticas•São típicas das zonas de cisalhamento frágil, ocorrendo a profundidades até os 10 km.              ...
Brecha de falhaCataclasito
• Rochas miloníticas•São típicas das zonas de cisalhamento dúctil, ocorrendo a profundidades superiores a 10 (15 km)
Aspectos do Plano (Superfície) de Falha   Lineações, estrias ou “slikensides”                                             ...
• Efeitos nas unidades geológicas ou estratigráficas Descontinuidades entre sequências geológicas; O significado tectónico...
Presença de escamas tectónicas;
Repetição ou omissão de estratos;•Numa sondagem vertical:•As falhas inversas levam à repetição deestratos•As falhas normai...
Arrepiamento de estratos - dobras de arrasto;•São pequenos dobramentos que sofrem as superfícies de estratificação, junto ...
Critérios fisiográficos para o falhamento;Escarpas de falha;                     Evolução de uma escarpa de falha, por acç...
Deslocamento de cristas, vales ou cursos de água;
Alinhamento de nascentes de água e lagos de abatimento (“sag ponds”);
Variação brusca no perfil dos cursos de água;
2. OS GRANDES TIPOS DE FALHAS3. 1. Falhas normais                         •O tecto desce relativamente ao muro;           ...
• Características do falhamento normal                                                    Dobramentos associados;         ...
Aspectos das superfícies das falhas;•Podem ocorrer em todos os níveis crustais;•As características da superfície irão depe...
•A superfície da falha é irregular e possui “rampas” e “plataformas” para ligar os vários segmentos          Rampas fronta...
• Forma e deslocamento das falhas normais•Algumas falhas lístricas normais associam-se, ou transformam-se, em profundidade...
• falhas de descolamento:     Falhas de baixo ângulo que marcam um limite principal entre rochas não fracturadas, situadas...
• Associações estruturais de falhas normais Os sistemas de falhas normais•As falhas normais aparecem emgrupos ou sistemas ...
Falhas normais locais associadas com outras estruturas                                                   Domos;           ...
Sistemas regionais de falhas normais    Riftes• Na crosta continental;                   Grande Vale do rifte - África
• Na crosta crosta oceânica;                                                                 Ibéria                       ...
• Aulacógenos (riftes abortados);• Situados em crosta continental, poderão corresponder a antigos riftes abortados;
Falhas de transferência;• Os grandes sistemas de falhas normais não são contínuos mas sim segmentados;• Os vários segmento...
Falhas lístricas de crescimento:• A sua actividade ocorrer durante a sedimentação;
• Modelos cinemáticos dos sistemas de falhas normais    Modelo do anticlinal em “rollover”
Modelo das peças de dominó (ou das falhas sintéticas)
Modelo das falhas normais lístricas imbrincadas
Modelo do dupléx distensivo
• Modelos extensão regional crustal   Transição frágil-dúctil
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  1. 1. Fernando C. LopesDep. Ciências da Terra; Centro de Geofísica - Univ. Coimbra
  2. 2. 1. MECANISMOS E DOMÍNIOS DA DEFORMAÇÃO 1. 1. mecanismos da deformação1 – Fracturação mecanismo responsável pela formação de falhas e fracturas; a deformação manifesta-se através de planos de ruptura;2 - Flexão mecanismo responsável pela formação do dobramento flexural (concêntrico ou isópaco); a ductilidade dos materiais ainda não é importante; os estratos dobram-se de uma maneira simples, mantendo constante a sua espessura;3 – Achatamento mecanismo que provoca a formação de xistosidade - descontinuidade planar penetrativa - com desenvolvimento de dobramentos similares ou anisópacos; as rochas tornam-se muito dúcteis e facilmente deformáveis; a deformação é intensa e generalisada, provocando a transformação de todos os elementos esféricos de referência em elipsóides achatados e estirados por “esmagamento” (cisalhamento puro) ou cisalhamento (cisalhamento simples);
  3. 3. 4 – Fluxo material rochoso escoa de maneira similar à dos líquidos, dando origem a dobramentos diferentes dos referidos anteriormente. mecanismo que ocorre quando a rocha atinge temperaturas próximas ou superiores à do seu ponto de fusão, exibindo um comportamento análogo ao dos fluidos viscosos; •Em condições crescentes de pressão e temperatura, ou seja, da superfície para profundidades crescentes, observar-se-á: 1) fracturação (ou cisalhamento); 2) fracturação e flexão; 3) flexão; 4) flexão e achatamento; 5) achatamento; 6) achatamento e fluxo; 7) fluxo.
  4. 4. 1. 2. Níveis estruturais •Níveis estruturais: os diversos domínios da crosta, verticalmente sobrepostos, onde os mecanismos dominantes da deformação permanecem os mesmos. •Nível Estrutural Superior domínio da fracturação por excelência (domínio da deformação frágil); mecanismo dominante é fracturação •Nível Estrutural Médio mecanismo dominante é a flexão; constitui o domínio do dobramento isópaco (deformação por flexão).
  5. 5. •Nível Estrutural Inferior mecanismo dominante é inicialmente o achatamento, seguindo-se o fluxo e a fusão da rocha(anatexia); é limitado superiormente pela frente superior da xistosidade; na parte superior, dominam as dobras anisópacas, acompanhadas por uma xistosidade generalizada; a zona pode ser dividida em diversos subníveis, graças aos diferentes tipos de xistosidades aquiexistentes (de fractura, de fluxo, de foliação); na parte inferior, a xistosidade desaparece e o material rochoso entra em fusão ou comporta-se comoum fluido; o nível inferior é o domínio do metamorfismo o que permite fazer uma série de subdivisões.•Esta disposição ideal e simplificada dos níveis estruturais pode ser modificada ou perturbada: Contraste litológico entre os sedimentos e o seu substrato cristalino e localização dos dois conjuntos relativamente à parte central do orógeno; Grandes falhas (enraizamento profundo); Pressão de flúidos ou intersticial
  6. 6. 2. FALHAS 2. 1. Conceito•falha - superfície de fractura, ou uma zona relativamente estreita, ao longo da qual um dos lados sedesloca relativamente ao outro, segundo uma direcção paralela à superfície da fractura ou da zona(movimento de cisalhamento)•A sua dimensão pode variar desde a escala microscópica, até extensões superiores a centenas oumilhares de quilómetros, englobando os limites das grandes placas tectónicas;•São, frequentemente, estruturas com uma importância de primeira ordem na crusta terrestre e seuinterior.
  7. 7. 2. 2. Importância•Científica - são, por excelência, as estruturas geradoras de actividade sísmica. O seu estudo permitecompreender os processos de geração dos sismos, de deformação crustal e de edificação das cadeiasmontanhosas.•Prática - permitem projectar estruturas de pontes, edifícios, barragens e zonas urbanas, capazes deminimizar os prejuizos causados pelos efeitos devastadores sua actividade. São excelentes armadilhasde hidrocarbonetos.•Estética - são responsáveis por alguns dos mais espectaculares cenários naturais da superfícieterrestre.
  8. 8. 2. 3. Estilos de falhamento• Fracturas e Zonas de Cisalhamento Frágil:•A maior parte das falhas são: simples fracturas provocadas por cisalhamento frágil: •a orientação e a disposição da superfície da fractura descrevem a interface entre rochas postas em contacto a quando do movimento ao longo da falha zonas constituídas por numerosas fracturas daquele tipo, pouco espaçadas e que se designam porzonas de cisalhamento frágil (ou zona de falha); •as numerosas fracturas de cisalhamento frágil põem em contacto massas de rocha perfeitamente esmagadas, os cataclasitos.• há nítida quebra física de contínuidade nas massas rochosas (perda de coesão interna);• são típicos dos níveis crustais próximos da superfície;• o movimento está confinado aos planos das falhas.
  9. 9. • Zonas de Cisalhamento Dúctil:• são zonas de cisalhamento com deformação dúctil;• o movimento ocorre sem perda de coesão, à escala do afloramento ;
  10. 10. • A translacção diferencial dos corpos rochosos, separados pela zona de cisalhamento, é feito atravésdo fluxo dúctil do material rochoso;• o movimento cisalhante está distribuído por toda a zona, levando à distorção (variação da forma);• ocorrem vulgarmente em ambientes ígneos ou metamórficos, onde a temperatura e a pressãoconfinante é elevada• Podem também ocorrer durante a deformação de sedimentos brandos ainda não consolidados, comoareias e argilas saturadas;• Por vezes, o estádio inicial de cisalhamento dúctil termina num estádio final de falhamento frágil -zonas de cisalhamento dúctil-frágil; a zona de cisalhamento é caracterizada por uma discreta superfície de falha ou zona de falha, limitada por rocha encaixante que sofreu deformação plástica; são típicas das grandes falhas que efectam a a totalidade da crusta.
  11. 11. • Nas zonas de cisalhamento dúctil, as rochas crustais podem apresentar estiramento ou encurtamento. Cisalhamento frágil-Encurtamento Crustal: subidadas rochas mais antigas e maisprofundas, ficando em contactoanormal com rochas mais recentese de níveis mais superfíciais. Cisalhamento dúctil Cisalhamento-Estiramento Crustal: rochas frágilrelativamente mais jovens e deníveis mais superfíciais podemsofrer movimento cisalhante parabaixo, em direcção a rochas maisprofundas e mais antigas. Cisalhamento dúctil
  12. 12. 2. 4. Terminologia Escarpa de falha Linha de falha Epicentro Tecto Ondas sísmicas oMuro Plano de falha
  13. 13. 2. 5. Classificação• Com base no movimento relativo (deslizamento; slip):• Falhas com Desligamento Paralelo ao Pendor (Dip-Slip Faults): são falhas em que o movimento se faz para cima ou para baixo, paralelamente à direcção de pendor do plano de falha.; o rejecto medido ao longo dessa direcção tem o nome de rejecto vertical aparente ou de descida (dip-slip);• Falhas Translaccionais ou de Desligamento Direccional (Strike-Slip Faults): são falhas em que o movimento é aproximadamente horizontal, paralelo à direcção do plano de falha; o rejecto medido ao longo dessa direcção tem o nome de rejecto horizontal lateral ou direccional (strike-slip)• Falhas de Desligamento Oblíquo (Oblique-Slip Faults): são falhas em que o movimento é inclinado e oblíquo em relação ao plano de falha (combinação dos dois casos anteriores);
  14. 14. • Com base no movimento relativo e no campo de tensões:Bloco de referência (sem falhas) Extensão σ1 σ2 σ3Falha normal Compressã o σ3 σ2 σ1Falha inversa Compressã oCavalgamento σ2 σ1 σ3Falha de desligamento
  15. 15. 2. 6. Reconhecimento das falhas• Características intrinsecas às próprias falhas Texturas e Estruturas Resultantes do Cisalhamento: Dependem: Velocidade e intensidade do cisalhamento Condições P e T
  16. 16. • Rochas cataclásticas•São típicas das zonas de cisalhamento frágil, ocorrendo a profundidades até os 10 km. •Até aos 4 km rochas cataclásticas friáveis ou não coesivas •Dos 4 aos 10 (15 km) rochas cataclásticas coesivas Argila de caixa de falha Pseudotaquilito
  17. 17. Brecha de falhaCataclasito
  18. 18. • Rochas miloníticas•São típicas das zonas de cisalhamento dúctil, ocorrendo a profundidades superiores a 10 (15 km)
  19. 19. Aspectos do Plano (Superfície) de Falha Lineações, estrias ou “slikensides” Fibras minerais Cristas e sulcos
  20. 20. • Efeitos nas unidades geológicas ou estratigráficas Descontinuidades entre sequências geológicas; O significado tectónico das discordâncias;
  21. 21. Presença de escamas tectónicas;
  22. 22. Repetição ou omissão de estratos;•Numa sondagem vertical:•As falhas inversas levam à repetição deestratos•As falhas normais levam à omissão deestratos Sim!!! Não!!!
  23. 23. Arrepiamento de estratos - dobras de arrasto;•São pequenos dobramentos que sofrem as superfícies de estratificação, junto às falhas. Oencurvamento faz-se na direcção do movimento do bloco oposto da falha. Falha inversa Falha normal Anticlinal em rollover
  24. 24. Critérios fisiográficos para o falhamento;Escarpas de falha; Evolução de uma escarpa de falha, por acção dos agentes erosivos
  25. 25. Deslocamento de cristas, vales ou cursos de água;
  26. 26. Alinhamento de nascentes de água e lagos de abatimento (“sag ponds”);
  27. 27. Variação brusca no perfil dos cursos de água;
  28. 28. 2. OS GRANDES TIPOS DE FALHAS3. 1. Falhas normais •O tecto desce relativamente ao muro; •Têm pendores de cerca de 60º; •Colocam as rochas mais recentes em contacto com as mais antigas; •Levam ao estiramento crustal;
  29. 29. • Características do falhamento normal Dobramentos associados; Dobras em “roll over”; •Desenvolvem-se no bloco correrpondente ao tecto em falhas lístricas normais; - Falha lístrica - falhas côncava para cima, cujo pendor decresce em profundidade; Dobras de arrasto;
  30. 30. Aspectos das superfícies das falhas;•Podem ocorrer em todos os níveis crustais;•As características da superfície irão depender: da forma da falha; da profundidade em que ocorreu o movimento do tipo de falhamento: fractura frágil, com deslizamento friccional; deformação dúctil.•.Em níveis crustais pouco profundos dão origem: a rochas cataclásticas (grandes espessuras de brechas e megabrechas no bloco do tecto; a “slickensides”e a estrias ao longo da sua superfície.•Em níveis crustais profundos originam aspectos associados com a deformação dúctil, incluindotexturas miloníticas.
  31. 31. •A superfície da falha é irregular e possui “rampas” e “plataformas” para ligar os vários segmentos Rampas frontais; Rampas laterias.
  32. 32. • Forma e deslocamento das falhas normais•Algumas falhas lístricas normais associam-se, ou transformam-se, em profundidade, numa falha de“descolamento” (detachment fault).
  33. 33. • falhas de descolamento: Falhas de baixo ângulo que marcam um limite principal entre rochas não fracturadas, situadas abaixo, e o bloco do tecto, situado acima, que está normalmente deformado e falhado; Em muitas bacias sedimentares estão enraizadas ao nível de espessos complexos evaporíticos; No bloco do tecto, as falhas normais formam uma série de falhas imbricadas.•Os sistemas de falhas normais são normalmente caracterizados por: uma falha principal com falhas subsidiárias associadas; por falhas de descolamento de baixo ângulo com blocos de falha imbricados a tecto.
  34. 34. • Associações estruturais de falhas normais Os sistemas de falhas normais•As falhas normais aparecem emgrupos ou sistemas de muitas falhasassociadas;•Em muitos casos, esses sistemas são em número de dois e designam-se por conjugados;•As falhas maiores apresentam a maior quantidade de deslocamento e a deformação mais importante;•As falhas menores, subsidiárias, apresentam deslocamentos relativamente mais pequenos,proporcionando os ajustamentos necessários aos grandes deslocamentos. antitéticas (conjugadas); sintéticas (paralelas e com o mesmo sentido de deslocamento)•Em muitas das bacias de rift a grande maioria das descobertas de hidrocarbonetos foram feitas emarmadilhas associadas a falhas.
  35. 35. Falhas normais locais associadas com outras estruturas Domos; Estruturas de colápso;
  36. 36. Sistemas regionais de falhas normais Riftes• Na crosta continental; Grande Vale do rifte - África
  37. 37. • Na crosta crosta oceânica; Ibéria ti ca Tore n lâ Açores -at io Gibraltar éd M a ist Madeira r C Canárias África Cabo Verde
  38. 38. • Aulacógenos (riftes abortados);• Situados em crosta continental, poderão corresponder a antigos riftes abortados;
  39. 39. Falhas de transferência;• Os grandes sistemas de falhas normais não são contínuos mas sim segmentados;• Os vários segmentos contactam entre si através de falhas translaccionais (ou de transferência);
  40. 40. Falhas lístricas de crescimento:• A sua actividade ocorrer durante a sedimentação;
  41. 41. • Modelos cinemáticos dos sistemas de falhas normais Modelo do anticlinal em “rollover”
  42. 42. Modelo das peças de dominó (ou das falhas sintéticas)
  43. 43. Modelo das falhas normais lístricas imbrincadas
  44. 44. Modelo do dupléx distensivo
  45. 45. • Modelos extensão regional crustal Transição frágil-dúctil

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