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GEOLOGIA ESTRUTURAL
Prof. Michel Arthaud
Prof. Haakon Fossen
As forças que deformam a crosta são de três tipos: forças compressivas, forças
distensivas e forças de cisalhamento. As forças compressivas levam à compressão e
redução da crosta, enquanto que as forças distensivas a alongam. As forças de
cisalhamento puxam duas partes da crosta em direções opostas.
As falhas são a expressão fundamental da atividade tectônica na crosta superior, onde as
rochas apresentam um comportamento frágil (rúptil, rígido). Elas estão associadas aos
regimes de tensão, compressão ou transcorrente (cisalhamento). Nos níveis mais
profundos elas podem também acomodar problemas geométricos ligados ao
dobramento).
Quando forças externas atuam sobre um
corpo, dizemos que o corpo está sujeito a
tensões ou esforços (stress). A deformação
(mudança de forma) do corpo devido às
tensões é designada deformação. O gráfico
ao lado mostra um corpo inicialmente sujeito
a deformação elástica, depois a deformação
plástica e, finalmente, uma deformação rúptil
ou frágil. Habitualmente, as rochas sofrem
deformação ao longo dessas três fases.
A primeira fase da deformação é elástica. Se a
tensão aplicada ao corpo aumentar, é excedido
o limite de elasticidade e a deformação torna-se
permanente.
Contudo, se a tensão for aliviada, o corpo
retorna à sua forma e tamanho originais.
Agora, a deformação excedeu o
limite de elasticidade.
Se a tensão terminar, podemos ver
que o corpo não readquire sua forma
e tamanho originais. Este sofreu uma
deformação permanente. Veja o
gráfico.
Contudo, se a tensão aumentar,
o corpo irá, eventualmente, se
fraturar. Em geologia, a
deformação que ocorre antes
da fratura (i.e., deformação
elástica e plástica) é referida
como deformação dúctil.
Quando o corpo se fratura,
dizemos que sofreu uma
deformação rúptil ou frágil.
O comportamento das rochas pode ser visualizado no seguinte esquema:
FALHAS
Falhas são superfícies ou zonas estreitas
onde as rochas estão quebradas ou
deslocadas. Elas são caracterizadas por
apresentarem movimento paralelo à
superfície de fratura (ruptura). Esta
superfície, plana ou curva, é chamada plano
de falha ou superfície de falha.
Quando a superfície do plano de falha é
perfeitamente polida, as vezes brilhosa,
este plano recebe o nome de espelho de
falha. As massas rochosas separadas pelo
plano de falha são os blocos de falha ou
compartimentos de falha. O bloco
geometricamente acima do plano de falha é
o bloco superior, também chamado de capa
ou teto. O bloco geometricamente abaixo
do plano de falha é o bloco inferior,
também chamado lapa ou muro.
No caso de falhas com plano vertical, esta terminologia não se aplica. Neste caso, a
identificação dos compartimentos é feita usando os pontos cardeais (ex.: bloco NE,
bloco S etc.).
É muito comum a superfície do plano de falha apresentar um aspecto estriado, em
função do atrito entre os blocos, da presença de elementos estirados ou do crescimento
fibroso de determinados minerais (como,
p.e., calcita ou quartzo). As estrias,
geralmente lineares, indicam a direção
relativa do movimento dos blocos. Quando
há uma rotação do plano de falha, as estrias
geralmente estão encurvadas.
O ângulo (medido com transferidor) entre a
direção do plano de falha e a estria é o pitch
da estria.
O rejeito da falha caracteriza o movimento relativo dos blocos e corresponde à distância
que separa dois pontos, situados em blocos opostos, que se encontravam inicialmente
juntos. Este rejeito, ou rejeito verdadeiro (net slip) nem sempre pode ser determinado no
campo. As figuras a seguir mostram a decomposição do rejeito segundo os planos
horizontal, plano vertical paralelo à direção da falha e plano vertical perpendicular à
direção da falha.
As falhas são classificadas
como inversa, normal ou
transcorrente, conforme o
sentido do deslocamento. A
cada regime tectônico pode
ser associado um tipo
específico (mas não
exclusivo) de falha. Veja a
ilustração ao lado.
- ao regime compressional
correspondem as falhas inversas,
caracterizadas por um movimento
relativo de subida do bloco superior.
Estas falhas são, as vezes, chamadas de
falhas de cavalgamento. Elas
provocam um encurtamento crustal
associado a um espessamento.
Teoricamente, elas apresentam
mergulho de baixo ângulo (<450
).
- as falhas normais associam-se
ao regime extensional e são
caracterizadas por um movimento
de descida do bloco superior. Eram
antigamente chamadas de falhas
de gravidade. Elas provocam um
estiramento crustal, associado a
um afinamento. Teoricamente, elas
apresentam mergulho de alto
ângulo (>450
);
- ao regime transcorrente (ou
de cisalhamento)
correspondem as falhas
transcorrentes, caracterizadas
por um movimento relativo
direcional (paralelo à direção
do plano de falha) dos
compartimentos. Elas
provocam um estiramento e
um encurtamento da crosta em
duas direções perpendiculares,
mas não levam ao
espessamento ou ao
afinamento da crosta.
As falhas transcorrentes
podem ser divididas em dois
conjuntos: as falhas
transcorrentes dextrais
desligamento para a direita) e sinistrais (desligamento para a esquerda). A figura acima
é uma imagem aérea da Falha de Santo André, na Califórnia, com desligamento direito.
A determinação do nome a ser utilizado para uma determinada falha implica no
conhecimento da direção exata e do sentido do movimento relativo dos compartimentos.
Referências:
FOSSEN, Haakon. Structural Geology. Chapter 2 e-module.
http://www.rc.unesp.br/igce/petro/estrutural/Geol_Estrutural_Unesp_RC/Links_uteis_fi
les/02%20Deformation.swf.
ARTHAUD, Michel Henri. Elementos de Geologia Estrutural.
http://geologico.blogspot.com.br/2012/10/apostila-elementos-de-geologia.html.

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Estruturas tectônicas e deformação das rochas

  • 1. GEOLOGIA ESTRUTURAL Prof. Michel Arthaud Prof. Haakon Fossen As forças que deformam a crosta são de três tipos: forças compressivas, forças distensivas e forças de cisalhamento. As forças compressivas levam à compressão e redução da crosta, enquanto que as forças distensivas a alongam. As forças de cisalhamento puxam duas partes da crosta em direções opostas. As falhas são a expressão fundamental da atividade tectônica na crosta superior, onde as rochas apresentam um comportamento frágil (rúptil, rígido). Elas estão associadas aos regimes de tensão, compressão ou transcorrente (cisalhamento). Nos níveis mais profundos elas podem também acomodar problemas geométricos ligados ao dobramento). Quando forças externas atuam sobre um corpo, dizemos que o corpo está sujeito a tensões ou esforços (stress). A deformação (mudança de forma) do corpo devido às tensões é designada deformação. O gráfico ao lado mostra um corpo inicialmente sujeito a deformação elástica, depois a deformação plástica e, finalmente, uma deformação rúptil ou frágil. Habitualmente, as rochas sofrem deformação ao longo dessas três fases. A primeira fase da deformação é elástica. Se a tensão aplicada ao corpo aumentar, é excedido o limite de elasticidade e a deformação torna-se permanente.
  • 2. Contudo, se a tensão for aliviada, o corpo retorna à sua forma e tamanho originais. Agora, a deformação excedeu o limite de elasticidade. Se a tensão terminar, podemos ver que o corpo não readquire sua forma e tamanho originais. Este sofreu uma deformação permanente. Veja o gráfico. Contudo, se a tensão aumentar, o corpo irá, eventualmente, se fraturar. Em geologia, a deformação que ocorre antes da fratura (i.e., deformação elástica e plástica) é referida como deformação dúctil. Quando o corpo se fratura, dizemos que sofreu uma deformação rúptil ou frágil.
  • 3. O comportamento das rochas pode ser visualizado no seguinte esquema: FALHAS Falhas são superfícies ou zonas estreitas onde as rochas estão quebradas ou deslocadas. Elas são caracterizadas por apresentarem movimento paralelo à superfície de fratura (ruptura). Esta superfície, plana ou curva, é chamada plano de falha ou superfície de falha. Quando a superfície do plano de falha é perfeitamente polida, as vezes brilhosa, este plano recebe o nome de espelho de falha. As massas rochosas separadas pelo plano de falha são os blocos de falha ou compartimentos de falha. O bloco geometricamente acima do plano de falha é o bloco superior, também chamado de capa ou teto. O bloco geometricamente abaixo do plano de falha é o bloco inferior, também chamado lapa ou muro.
  • 4. No caso de falhas com plano vertical, esta terminologia não se aplica. Neste caso, a identificação dos compartimentos é feita usando os pontos cardeais (ex.: bloco NE, bloco S etc.). É muito comum a superfície do plano de falha apresentar um aspecto estriado, em função do atrito entre os blocos, da presença de elementos estirados ou do crescimento fibroso de determinados minerais (como, p.e., calcita ou quartzo). As estrias, geralmente lineares, indicam a direção relativa do movimento dos blocos. Quando há uma rotação do plano de falha, as estrias geralmente estão encurvadas. O ângulo (medido com transferidor) entre a direção do plano de falha e a estria é o pitch da estria. O rejeito da falha caracteriza o movimento relativo dos blocos e corresponde à distância que separa dois pontos, situados em blocos opostos, que se encontravam inicialmente juntos. Este rejeito, ou rejeito verdadeiro (net slip) nem sempre pode ser determinado no campo. As figuras a seguir mostram a decomposição do rejeito segundo os planos horizontal, plano vertical paralelo à direção da falha e plano vertical perpendicular à direção da falha.
  • 5. As falhas são classificadas como inversa, normal ou transcorrente, conforme o sentido do deslocamento. A cada regime tectônico pode ser associado um tipo específico (mas não exclusivo) de falha. Veja a ilustração ao lado. - ao regime compressional correspondem as falhas inversas, caracterizadas por um movimento relativo de subida do bloco superior. Estas falhas são, as vezes, chamadas de falhas de cavalgamento. Elas provocam um encurtamento crustal associado a um espessamento. Teoricamente, elas apresentam mergulho de baixo ângulo (<450 ). - as falhas normais associam-se ao regime extensional e são caracterizadas por um movimento de descida do bloco superior. Eram antigamente chamadas de falhas de gravidade. Elas provocam um estiramento crustal, associado a um afinamento. Teoricamente, elas apresentam mergulho de alto ângulo (>450 );
  • 6. - ao regime transcorrente (ou de cisalhamento) correspondem as falhas transcorrentes, caracterizadas por um movimento relativo direcional (paralelo à direção do plano de falha) dos compartimentos. Elas provocam um estiramento e um encurtamento da crosta em duas direções perpendiculares, mas não levam ao espessamento ou ao afinamento da crosta. As falhas transcorrentes podem ser divididas em dois conjuntos: as falhas transcorrentes dextrais desligamento para a direita) e sinistrais (desligamento para a esquerda). A figura acima é uma imagem aérea da Falha de Santo André, na Califórnia, com desligamento direito. A determinação do nome a ser utilizado para uma determinada falha implica no conhecimento da direção exata e do sentido do movimento relativo dos compartimentos. Referências: FOSSEN, Haakon. Structural Geology. Chapter 2 e-module. http://www.rc.unesp.br/igce/petro/estrutural/Geol_Estrutural_Unesp_RC/Links_uteis_fi les/02%20Deformation.swf. ARTHAUD, Michel Henri. Elementos de Geologia Estrutural. http://geologico.blogspot.com.br/2012/10/apostila-elementos-de-geologia.html.