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DEFORMAÇÃO DAS ROCHAS

         Margarida Barbosa Teixeira
Tensão
2


                   Tensão é a força aplicada por unidade de área.
                   A tensão é tanto maior quando menor for a área considerada.

    Uma força ao atuar sobre um corpo faz com que este reaja gerando forças
    internas, de modo a adquirir a forma original – o corpo fica sob um estado
    de tensão.
                             O estado de tensão expressa-se segundo duas
                             componentes
                               tensão normal (perpendicular ao plano
                               considerado); pode ser compressiva ou
                               distensiva.


                               tensão cisalhante ou de corte (paralela ao plano
                               considerado)
Comportamento dos materiais rochosos
    face a tensões
3


     As rochas quando submetidas a condições de pressão e temperatura
     diferentes das que ocorreram na sua génese podem sofrer deformações.
    A mobilidade da litosfera
                 +                     Tensão (força aplicada por unidade de
                                               área)
    Peso das camadas suprajacentes
                                       Deformação da rocha (alteração da
                                                forma e volume de uma rocha)

                                                    dobra-se       Dobra
                                       A rocha
                                                    fratura-se      Falha

     Tensão litostática ou confinante – tensão resultante do peso das camadas
     suprajacentes.
     Tensão não litostática ou dirigida – ocorre quando um corpo está sujeito a
     forças de intensidade diferente nas diferentes direcções.
Comportamento dos materiais rochosos
    face a tensões
4


                                        Comportamento elástico
                                          quando cessa a tensão o material
                                          recupera a forma inicial – a
                                          deformação é reversível.
                                          acima do limite de elasticidade,
                                          quando a tensão continua a atuar,
                                          ocorre a ruptura – a deformação é
                                          descontínua (ex. falhas).

    Comportamento plástico
     acima do limite de elasticidade, mesmo que cesse a tensão, a alteração
     de forma e/ou volume da rocha permanece – a deformação é contínua
     (ex. dobras).
Comportamento dos materiais rochosos
      face a tensões
5



        As rochas exibem diferentes tipos de comportamento,
        dependentes das condições em que ocorre a deformação




    Deformação em regime:
    frágil rochas com comportamento elástico seguido de rutura   falha
    dúctil  rochas com comportamento plástico    dobra
Comportamento dos materiais rochosos
    face a tensões
6

    Deformação em   Ocorre em zonas:
    regime frágil   • pouco profundas (até cerca de 20 Km),
                    • com temperatura e tensões pouco elevadas,

                    permite que as rochas tenham um comportamento
                    elástico, seguido de rutura.

                               Falha
    Deformação em   Ocorre em zonas:
    regime dúctil   • mais profundas,
                    • onde as tensões e temperaturas são mais elevadas,

                    permite que as rochas tenham um comportamento
                    plástico e consequentemente uma maior resistência à
                    rutura.

                               Dobra
Fatores que interferem na deformação
    das rochas
7




                    Quanto maior a temperatura maior é
                    a deformação plástica (maior a
                    ductilidade) e consequentemente mais
                    difícil é a rutura.

                        A deformação depende da
                              temperatura
Fatores que interferem na deformação
    das rochas
8




                                Para o mesmo valor
                                de temperatura, a
                                tensão necessária
                                para obter uma
                                determinada
                                deformação varia
                                com o tipo de
                                material.

                                A deformação
                                depende do
                                mineral/rocha.
Fatores que interferem na deformação
    das rochas
9




                      A presença de água reduz a tensão
                      necessária para obter uma
                      determinada deformação (quanto
                      mais água maior é a ductilidade).
                      A presença de água favorece a
                      deformação em regime frágil
                      (tendência para a rutura).

                     A deformação depende da presença
                     de fluidos, nomeadamente da água.
Fatores que interferem na deformação
     das rochas
10
Fatores que interferem na deformação
     das rochas
11



      Tipo e intensidade da tensão (maior tensão         maior ductilidade)

      Temperatura (maior temperatura         maior ductilidade)

      Conteúdo em fluidos (fluidos em regime frágil facilitam a fratura;
      fluidos em regime dúctil aumentam a ductilidade)
      Composição e estrutura da rocha.
      Tempo de atuação do agente deformador; a atuação das forças ao
      longo do tempo:
       permite que os materiais se ajustem     maior ductilidade;
       elevada velocidade de deformação       menor ductilidade.
Comportamento dos materiais rochosos
     face a tensões
12


  Para cada tipo de tensão ocorre um tipo de deformação
Comportamento dos materiais rochosos
     face a tensões
13
Falha
14




       É uma deformação descontínua em que se verifica a fratura da rocha
       acompanhada de deslocamento dos blocos fraturados um em relação ao
       outro;
       Pode resultar da atuação de qualquer tipo de tensão em rochas em
       regime frágil.
Falha
15


  Elementos de uma falha




       Plano de falha – superfície de fratura.
       Teto – bloco situado por cima do plano de falha
       Muro – bloco situado por baixo do plano de falha
       Rejeto – a menor distância entre dois pontos que estavam juntos antes
       da fratura e do respetivo deslocamento.
Falha
16


  Posição da falha no espaço
   Atitude da falha


                                Direção - orientação da linha de
                                interseção do plano de falha com um
                                plano horizontal.




                           O valor da direção é dado pelo ângulo
                           formado entre essa linha e a linha N-S
                           geográfica.
Falha
17

      Posição da falha no espaço
       Atitude da falha




        Inclinação – ângulo formado entre o plano de falha e um plano
        horizontal que o intercepta.
        (o valor do ângulo varia entre 00 e 900).
Falha
18

      Posição da falha no espaço
       Atitude da falha
Classificação das Falhas
 (De acordo com a inclinação do plano de falha e o movimento relativo dos dois blocos)
19

     Falha normal ou distensiva                Falha inversa ou compressiva




      O teto desce relativamente ao muro.        O teto sobe relativamente ao muro.
      O plano de falha prolonga-se por baixo     O bloco descaído situa-se por baixo do
      do bloco descaído.                         plano de falha.
      Os 2 blocos formam entre si um ângulo      Os 2 blocos formam entre si um ângulo
      obtuso.                                    agudo.
      Forma-se geralmente sob a ação de          Forma-se geralmente sob a ação de
      forças distensivas.                        forças compressivas.
      (ex. nas zonas de afastamento de           (ex. nas zonas de convergência de
      placas)                                    placas).
Classificação das Falhas
 (De acordo com a inclinação do plano de falha e o movimento relativo dos dois blocos)
20


                             Falha de desligamento




                     Os movimentos dos blocos são horizontais e
                     paralelos à direção do plano de falha.
                     Forma-se geralmente sob a ação de forças de
                     cisalhamento
                     (ex. limites conservativos de placas e falhas
                     transformantes dos riftes).
Classificação das Falhas
 (De acordo com a inclinação do plano de falha e o movimento relativo dos dois blocos)
21




       O teto desce
           Forças distensivas

               Falhas normais
Classificação das Falhas
 (De acordo com a inclinação do plano de falha e o movimento relativo dos dois blocos)
22




                                                  O teto sobe
                                                      Forças compressivas

                                                          Falhas inversas
Associação de Falhas
23


       As falhas podem surgir associadas formando grabens (fossas tectónicas)
       e horsts (maciços tectónicos).




      Grabben – fossa tectónica, que         Horst – maciços tectónicos
      corresponde a blocos                   limitados por falhas, de atitudes
      rebaixados, geralmente com             superiores do que as áreas
      comprimento superior à largura         contíguas – os grabbens.
      e limitados por falhas.
Dobra
24



                                    Rochas em regime dúctil



                                    Tensões de compressão




      É uma deformação contínua caracterizada pelo arqueamento das camadas.
      Tem origem em rochas:
        sujeitas a tensões de compressão,
        em regime dúctil.
Dobra
25


      Elementos de uma dobra




      Flancos – vertentes da dobra;
                região situada de um e do outro lado da charneira.

      Charneira - zona de convergência das camadas de cada flanco;
                 corresponde à zona de passagem de um flanco para o outro;
                 zona que contém os pontos de máxima curvatura da dobra.
Dobra
26


      Elementos de uma dobra




      Eixo – linha imaginária na intersecção dos dois flancos da dobra.

      Plano axial – plano de simetria da dobra que a divide em dois flancos;
                    plano imaginário que, contendo o eixo, atravessa as diversas
                    camadas da dobra pela zona de charneira;

      Núcleo – zona mais interna da dobra.
Dobra
27


  Posição das camadas da dobra no espaço
   Atitude das camadas


                               Direção – orientação da linha de
                               interseção da camada com um plano
                               horizontal




                          O valor da direção é dado pelo ângulo
                          formado entre essa linha e a linha N-S
                          geográfica.
Dobra
28


  Posição das camadas da dobra no espaço
   Atitude das camadas




       Inclinação – ângulo formado entre a linha de maior declive da camada
       e um plano horizontal que a interceta .
       (o valor do ângulo varia entre 00 e 900).
Dobra
29


  Posição das camadas da dobra no espaço
   Atitude das camadas
Dobra
30


  Posição das camadas da dobra no espaço
   Atitude das camadas
Classificação das Dobras
31


  De acordo com a disposição espacial
Classificação das Dobras
32


  De acordo com a idade relativa da idade das rochas
Classificação das Dobras
33


        Critério de          Classificação       Caracterização
       classificação
                       Antiforma             Concavidade voltada para
                                             baixo.
      Disposição                             Concavidade voltada para
      espacial da dobra Sinforma             cima.

                                             Concavidade disposta
                       Dobra neutra          lateralmente.
                                             Eixo da dobra vertical.

                       Anticlinal            Rochas mais antigas no
      Idade relativa                         núcleo da antiforma.
      das rochas da                          Rochas mais recentes no
      dobra            Sinclinal             núcleo da sinforma.
Classificação das Dobras
34




            Antiforma                Sinforma
                         Antiforma
Classificação das Dobras
35




              Sequência de sinformas e antiformas
Caraterização das Dobras
36




      Anticlinal (representado na carta geológica por   )
      Inclinação da camada de arenito:
       no flanco W – 25
       no flanco E - 35
Caraterização das Dobras
37


  Importância geológica da caraterização das dobras




      Contribui para a compreensão e interpretação do relevo.
      Contribui para a compreensão da história geológica e tectónica.
      Permite inferir paleoambientes.

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6 dobras e falhas

  • 1. DEFORMAÇÃO DAS ROCHAS Margarida Barbosa Teixeira
  • 2. Tensão 2 Tensão é a força aplicada por unidade de área. A tensão é tanto maior quando menor for a área considerada. Uma força ao atuar sobre um corpo faz com que este reaja gerando forças internas, de modo a adquirir a forma original – o corpo fica sob um estado de tensão. O estado de tensão expressa-se segundo duas componentes tensão normal (perpendicular ao plano considerado); pode ser compressiva ou distensiva. tensão cisalhante ou de corte (paralela ao plano considerado)
  • 3. Comportamento dos materiais rochosos face a tensões 3 As rochas quando submetidas a condições de pressão e temperatura diferentes das que ocorreram na sua génese podem sofrer deformações. A mobilidade da litosfera + Tensão (força aplicada por unidade de área) Peso das camadas suprajacentes Deformação da rocha (alteração da forma e volume de uma rocha) dobra-se Dobra A rocha fratura-se Falha Tensão litostática ou confinante – tensão resultante do peso das camadas suprajacentes. Tensão não litostática ou dirigida – ocorre quando um corpo está sujeito a forças de intensidade diferente nas diferentes direcções.
  • 4. Comportamento dos materiais rochosos face a tensões 4 Comportamento elástico quando cessa a tensão o material recupera a forma inicial – a deformação é reversível. acima do limite de elasticidade, quando a tensão continua a atuar, ocorre a ruptura – a deformação é descontínua (ex. falhas). Comportamento plástico acima do limite de elasticidade, mesmo que cesse a tensão, a alteração de forma e/ou volume da rocha permanece – a deformação é contínua (ex. dobras).
  • 5. Comportamento dos materiais rochosos face a tensões 5 As rochas exibem diferentes tipos de comportamento, dependentes das condições em que ocorre a deformação Deformação em regime: frágil rochas com comportamento elástico seguido de rutura falha dúctil rochas com comportamento plástico dobra
  • 6. Comportamento dos materiais rochosos face a tensões 6 Deformação em Ocorre em zonas: regime frágil • pouco profundas (até cerca de 20 Km), • com temperatura e tensões pouco elevadas, permite que as rochas tenham um comportamento elástico, seguido de rutura. Falha Deformação em Ocorre em zonas: regime dúctil • mais profundas, • onde as tensões e temperaturas são mais elevadas, permite que as rochas tenham um comportamento plástico e consequentemente uma maior resistência à rutura. Dobra
  • 7. Fatores que interferem na deformação das rochas 7 Quanto maior a temperatura maior é a deformação plástica (maior a ductilidade) e consequentemente mais difícil é a rutura. A deformação depende da temperatura
  • 8. Fatores que interferem na deformação das rochas 8 Para o mesmo valor de temperatura, a tensão necessária para obter uma determinada deformação varia com o tipo de material. A deformação depende do mineral/rocha.
  • 9. Fatores que interferem na deformação das rochas 9 A presença de água reduz a tensão necessária para obter uma determinada deformação (quanto mais água maior é a ductilidade). A presença de água favorece a deformação em regime frágil (tendência para a rutura). A deformação depende da presença de fluidos, nomeadamente da água.
  • 10. Fatores que interferem na deformação das rochas 10
  • 11. Fatores que interferem na deformação das rochas 11 Tipo e intensidade da tensão (maior tensão maior ductilidade) Temperatura (maior temperatura maior ductilidade) Conteúdo em fluidos (fluidos em regime frágil facilitam a fratura; fluidos em regime dúctil aumentam a ductilidade) Composição e estrutura da rocha. Tempo de atuação do agente deformador; a atuação das forças ao longo do tempo: permite que os materiais se ajustem maior ductilidade; elevada velocidade de deformação menor ductilidade.
  • 12. Comportamento dos materiais rochosos face a tensões 12  Para cada tipo de tensão ocorre um tipo de deformação
  • 13. Comportamento dos materiais rochosos face a tensões 13
  • 14. Falha 14 É uma deformação descontínua em que se verifica a fratura da rocha acompanhada de deslocamento dos blocos fraturados um em relação ao outro; Pode resultar da atuação de qualquer tipo de tensão em rochas em regime frágil.
  • 15. Falha 15  Elementos de uma falha Plano de falha – superfície de fratura. Teto – bloco situado por cima do plano de falha Muro – bloco situado por baixo do plano de falha Rejeto – a menor distância entre dois pontos que estavam juntos antes da fratura e do respetivo deslocamento.
  • 16. Falha 16  Posição da falha no espaço Atitude da falha Direção - orientação da linha de interseção do plano de falha com um plano horizontal. O valor da direção é dado pelo ângulo formado entre essa linha e a linha N-S geográfica.
  • 17. Falha 17  Posição da falha no espaço Atitude da falha Inclinação – ângulo formado entre o plano de falha e um plano horizontal que o intercepta. (o valor do ângulo varia entre 00 e 900).
  • 18. Falha 18  Posição da falha no espaço Atitude da falha
  • 19. Classificação das Falhas (De acordo com a inclinação do plano de falha e o movimento relativo dos dois blocos) 19 Falha normal ou distensiva Falha inversa ou compressiva O teto desce relativamente ao muro. O teto sobe relativamente ao muro. O plano de falha prolonga-se por baixo O bloco descaído situa-se por baixo do do bloco descaído. plano de falha. Os 2 blocos formam entre si um ângulo Os 2 blocos formam entre si um ângulo obtuso. agudo. Forma-se geralmente sob a ação de Forma-se geralmente sob a ação de forças distensivas. forças compressivas. (ex. nas zonas de afastamento de (ex. nas zonas de convergência de placas) placas).
  • 20. Classificação das Falhas (De acordo com a inclinação do plano de falha e o movimento relativo dos dois blocos) 20 Falha de desligamento Os movimentos dos blocos são horizontais e paralelos à direção do plano de falha. Forma-se geralmente sob a ação de forças de cisalhamento (ex. limites conservativos de placas e falhas transformantes dos riftes).
  • 21. Classificação das Falhas (De acordo com a inclinação do plano de falha e o movimento relativo dos dois blocos) 21 O teto desce Forças distensivas Falhas normais
  • 22. Classificação das Falhas (De acordo com a inclinação do plano de falha e o movimento relativo dos dois blocos) 22 O teto sobe Forças compressivas Falhas inversas
  • 23. Associação de Falhas 23 As falhas podem surgir associadas formando grabens (fossas tectónicas) e horsts (maciços tectónicos). Grabben – fossa tectónica, que Horst – maciços tectónicos corresponde a blocos limitados por falhas, de atitudes rebaixados, geralmente com superiores do que as áreas comprimento superior à largura contíguas – os grabbens. e limitados por falhas.
  • 24. Dobra 24 Rochas em regime dúctil Tensões de compressão É uma deformação contínua caracterizada pelo arqueamento das camadas. Tem origem em rochas: sujeitas a tensões de compressão, em regime dúctil.
  • 25. Dobra 25  Elementos de uma dobra Flancos – vertentes da dobra; região situada de um e do outro lado da charneira. Charneira - zona de convergência das camadas de cada flanco; corresponde à zona de passagem de um flanco para o outro; zona que contém os pontos de máxima curvatura da dobra.
  • 26. Dobra 26  Elementos de uma dobra Eixo – linha imaginária na intersecção dos dois flancos da dobra. Plano axial – plano de simetria da dobra que a divide em dois flancos; plano imaginário que, contendo o eixo, atravessa as diversas camadas da dobra pela zona de charneira; Núcleo – zona mais interna da dobra.
  • 27. Dobra 27  Posição das camadas da dobra no espaço Atitude das camadas Direção – orientação da linha de interseção da camada com um plano horizontal O valor da direção é dado pelo ângulo formado entre essa linha e a linha N-S geográfica.
  • 28. Dobra 28  Posição das camadas da dobra no espaço Atitude das camadas Inclinação – ângulo formado entre a linha de maior declive da camada e um plano horizontal que a interceta . (o valor do ângulo varia entre 00 e 900).
  • 29. Dobra 29  Posição das camadas da dobra no espaço Atitude das camadas
  • 30. Dobra 30  Posição das camadas da dobra no espaço Atitude das camadas
  • 31. Classificação das Dobras 31  De acordo com a disposição espacial
  • 32. Classificação das Dobras 32  De acordo com a idade relativa da idade das rochas
  • 33. Classificação das Dobras 33 Critério de Classificação Caracterização classificação Antiforma Concavidade voltada para baixo. Disposição Concavidade voltada para espacial da dobra Sinforma cima. Concavidade disposta Dobra neutra lateralmente. Eixo da dobra vertical. Anticlinal Rochas mais antigas no Idade relativa núcleo da antiforma. das rochas da Rochas mais recentes no dobra Sinclinal núcleo da sinforma.
  • 34. Classificação das Dobras 34 Antiforma Sinforma Antiforma
  • 35. Classificação das Dobras 35 Sequência de sinformas e antiformas
  • 36. Caraterização das Dobras 36 Anticlinal (representado na carta geológica por   ) Inclinação da camada de arenito: no flanco W – 25 no flanco E - 35
  • 37. Caraterização das Dobras 37  Importância geológica da caraterização das dobras Contribui para a compreensão e interpretação do relevo. Contribui para a compreensão da história geológica e tectónica. Permite inferir paleoambientes.