Curso de geotectônica

CURSO DE GEOTECTÔNICA

Geólogo José Oliveira

CURSO DE GEOTECTÔNICA - GEÓLOGO JOSÉ
OLIVEIRA

Verticalismo, maçã cozida e as
nappes Alpinas...

OLIVEIRA

Leonardo da Vinci, por volta do ano 1500


Estratos dobrados OLIVEIRA
nas montanhas da Itália

Francis Bacon foi o primeiro cientista a cogitar a possibilidade da deriva continental
OLIVEIRA

OLIVEIRA

Alfred Lothar Wegener ( 1880-1930)
Propôs em 1912 a Teoria da Deriva
Continental a partir do primeiro estudo
pormenorizado e sistemático de diversas
evidências geológicas que sugeriam a
mobilidade dos continentes

OLIVEIRA

Wegener, 1915

OLIVEIRA

O ressurgimento da ideias da
deriva continental:
Anomalias magnéticas no
fundo oceânico

OLIVEIRA

Anomalias magnéticas no
fundo oceânico

OLIVEIRA

Sea-floor spreading...

OLIVEIRA

... and subduction

OLIVEIRA

O motor: as correntes de convecção

OLIVEIRA

Estrutura da Terra
Lehmann

Gutenberg

Mohorovicic
OLIVEIRA

Estrutura da Terra

OLIVEIRA

As Placas Tectônicas

OLIVEIRA

Deslocamentos atuais

OLIVEIRA

As junções tríplices

Aulacógeno
OLIVEIRA

Abertura e fechamento dos oceanos: o Ciclo de Wilson

OLIVEIRA

Os Supercontinentes

OLIVEIRA

7

OLIVEIRA

Pangea

OLIVEIRA

Tipos de limites de Placas

OLIVEIRA

LIMITES DIVERGENTES

OLIVEIRA

Limites divergentes: Cadeias Oceânicas

OLIVEIRA

Limites divergentes: Cadeias Oceânicas

São mais de 70.000 km de cadeias oceânicas interligadas.

OLIVEIRA

Limites divergentes: Rifts

a.
b.
c.
d.
e.
f.

Rift acima de uma pluma termal
Extensão na placa subductada
Colapso Gravitacional de orógeno
Extensão de back-arc por rollback
Extensão em orógeno antigo
Pull-apart basin

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Limites divergentes: Rifts

OLIVEIRA

Simétricos e assimétricos

OLIVEIRA

Padrão de subsidência (rifts ativos simétricos)

Subsidência mecânica

Subsidência térmica
OLIVEIRA

Nos rifts ativos assimétricos, o locus da subsidência mecânica é diferente do locus da susidência termal.

OLIVEIRA


Petroleum Geoscience, 16 (2010) pp. 217-229
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Rift ativo: O Rift Africano

OLIVEIRA

Rift Passivo: O Lago Baikal

OLIVEIRA

Sistema de rifts europeus

rúptil
dúctil

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LIMITES TRANFORMANTES

OLIVEIRA

Limites Transformantes

OLIVEIRA

Limites transformantes Oceânicos: Zona de Fratura de Romanche

OLIVEIRA

Limites transformantes continentais: Falha de Santo André

OLIVEIRA

Limites transformantes continentais: Falha do Mar Morto

OLIVEIRA

Limites transformantes continentais: Anatolian Fault

OLIVEIRA

Limites transformantes continentais

Falha Alpina

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LIMITES CONVERGENTES

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Limites Convergentes
Arcos tipo Marianas (Ensimáticos)

Arcos tipo Andino (margens
continentais ativas

Arcos tipo Japão (Ensiálicos)

Colisão Continental

OLIVEIRA

O início da convergência

OLIVEIRA

Tipologia dos arcos: O conceito de rollback

Com relação a um ponto fixo no manto, a posição da fossa migra ao longo do tempo.
OLIVEIRA

Arco tipo Andino
Vor maior que Vrb
(Backarc
contracional)

Arco tipo Marianas
Vor menor que Vrb
ou de sentido
oposto
(Backarc
extensional)
OLIVEIRA

Arco tipo Japão

Iniciou como um
backarc
extensional e
hoje é
compressional

OLIVEIRA

A curvatura dos arcos de ilha

maior rollback na região central

OLIVEIRA

A subducção

Mudança de fase mineralógica

Fim da sismicidade

Perturbação termal no manto

Expulsão de CO2 e H2O, fusão parcial
da crosta, formação dos eclogitos,
(Piroxênio + granada)
aumento da slab-pull force
OLIVEIRA

O ângulo de subducção
OLIVEIRA

Seção ideal de uma margem convergente

Bulge periférico

OLIVEIRA

O Bulge periférico

Ocorre por volta dos 250
km antes da fossa

terremotos
OLIVEIRA

A fossa

As fossas resultam do fato da slab-pull force “puxar” a placa oceânica para profundidades
maiores do que aquelas que seriam possíveis pelo mecanismo isostático. A profundidade
da fossa mais profunda supera a altura da montanha mais alta do planeta.
OLIVEIRA

A profundidade da fossa é função da idade da placa subductada e do fluxo sedimentar.

Sedimentação típica: turbiditos e debris-flows, eventualmente incorporados ao prisma acrecionário.

OLIVEIRA

OLIVEIRA

Porto Rico

Marianas

O prisma acrecionário

OLIVEIRA

Cunha bivergente

OLIVEIRA

O Arco de Sunda

OLIVEIRA

Características gerais dos prismas acrecionários
- Presença comum de olitostromas (acumulações caóticas de sedimentos)
- Slumps e dobras penecontemporâneas
- Ocorrência comum de turbiditos e debris-flows causados
pela ruptura de taludes
- Intensa “reciclagem de material; são comuns os
conglomerados com seixos de conglomerados.
- Intensos dobramentos e formação de clivagens

-Formação das melanges, onde rochas de litologias e graus
metamórficos contrastantes ocorrem lado a lado.
-O acamadamento não possui grande continuidade lateral.

OLIVEIRA

Os Xistos Azuis: mistério desvendado pela Tectônica de Placas
Rochas formadas em condições de alta pressão e baixa temperatura, os xistos azuis permaneceram
um mistério até a descoberta das zonas de subducção.

OLIVEIRA

As bacias de forearc e os arcos vulcânicos

Um dos lugares do mundo onde aflora o trench-slope
break é na Ilha de Barbados no Caribe
OLIVEIRA

Região de retro-arco:
Back-arc basin ou retro-arc foreland basin

Bacias de back-arc
do Mar do Japão e
do Mar das Filipinas

Retro-arc
foreland basin
dos Andes
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Foreland Andina

Back-arc basins do Pacífico

overfilled

underfilled

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Limites convergentes: colisão continental

OLIVEIRA

Fases finais da convergência: Slab breakoff
A desaceleração da convergência e a flutuação (buoyancy) da crosta continental
causa o rompimento da placa subductada.

O rompimento da placa permite a entrada de material quente do manto e novo episódio
de magmatismo.
OLIVEIRA

A perda de peso em virtude do breakoff possibilita o soerguimento do orógeno.

A colisão continental

O orógeno resultante pode ter caráter
assíncrono

A convergência pode ser frontal ou oblíqua e sujeita
às irregularidades das margens continentais.

OLIVEIRA

Estágios básico de uma colisão continental

Configuração pré-colisional

Plataforma continental transforma-se
no embasamento da fossa.

Interação inicial

Basin inversion

Espessamento crustal, dobras, nappes,
milonitos, metamorfismo regional
gerando xistos e gnaisses.

Fim da subducção e sutura

OLIVEIRA

Estrutura
bivergente

Espessamento crustal e colapso extensional
Erosão e descompressão

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Deformação Intracontinental (Tectônica Intraplaca):
Transcorrências e Escape Tectônico

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Zonas de sutura: Os Ofiolitos

OLIVEIRA

Origem dos Ofiolitos: Perfil da crosta oceânica

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Formação dos Ofiolitos

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Paleoceno-Eoceno
Alpes
América do
Norte

Himalayas

Andes

Convergências
atuais

Pangea

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Cordilheira Norte-Americana

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Fold and thrust belt das
Rochosas

Escudo Canadense

Columbia River Basalts
(Mioceno)
Sevier fold-and-thrust belt

Central Nevada
Thrust Belt
(Permo-Triássico)

Batólito Sierra Nevada
(Triássico)
Cobertura Plataformal
Platô do Colorado

OLIVEIRA

A Cordilheira Norte-Americana faz parte
do Orógeno mais antigo do planeta
As rochas do Grupo Windermere datam entre 730 e 550
ma e estão associadas com a quebra do supercontinente
da Rodínia

OLIVEIRA

Cordilheira Norte-Americana: Uma longa história de subducção

Paleozóico

Arcos de ilhas e
back-arc basins

Carbonífero

Permiano
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Mesozóico

No Triássico ocorre mudança no padrão de
subducção da margem, passando p/ tipo
Andino (fechamento de back-arc basins e
magmatismo continental) em virtude da
abertura do Atlântico Norte

Batólito de
Serra Nevada
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W

Soerguimento intensificado nos últimos 4 milhões de anos

OLIVEIRA

W

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Basin and Range e Rift Rio Grande

OLIVEIRA

Basin and Range

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Cenário atual: Estilos de Deformação variáveis ao longo do orógeno

Compressão com
dobras e falhas
associadas

Strike-slip/Transformante

Extensão e
rifteamento

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Califórnia: Tectônica transcorrente

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Placas Tectônicas envolvidas

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Monte Denali, Alaska (6000m)

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Cordilheira
dos Andes

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Orógeno Andino possui 9000 km de extensão, extendendo-se da Colômbia até a
junção tríplice Chilena localizada a 46 graus de latitude sul.
É compartimentado em diversos segmentos, cujas diferenças principais são a direção
de convergência e o ângulo de subducção.
A história da orogênese inicia-se com a acreção de terrenos no Paleozóico e assume
seu formato atual a partir da metade do Jurássico.

OLIVEIRA

Placas Envolvidas

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A Margem Gondwânica

OLIVEIRA

A acreção de terrenos é
característica da porção
sul dos Andes

OLIVEIRA

Abertura do Atlântico e
extensão na Cordilheira

OLIVEIRA

Os Alpes
3

OLIVEIRA

Os Alpes representam o registro do fechamento de diversas
bacias oceânicas na região do Mediterrâneo em virtude da
convergência entre a Placa Africana e a Européia.

O principal episódio deformacional ocorre durante o
Oligoceno e o Mioceno.

OLIVEIRA

Com uma estrutura complexa e extremamente variável, já foram atribuídos ao orógeno Alpino i) seis
períodos de extrusão de basaltos, ii) sete episódios de formação de ofiolitos, iii) três episódios de
obducção de ofiolitos; iv) onze episódios deformacionais e (v) sete episódios metamórficos de alta T/P,
todos ocorrendo de forma diácrona.

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A Linha Periadriática (Insubric line)

OLIVEIRA

A Linha Periadriática (Insubric line)

À esquerda, metamórficas de alto grau do continente Europeu; à direita, rochas ultramáficas da África
OLIVEIRA

Neo-Tethys e
Palaeo-Tethys

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Elementos Tectônicos dos Alpes

*
30 ma

Ivrea geophysical body
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M
E
T
A
M
O
R
F
I
S
M
O

CURSO = GEOTECTÔNICA - GEÓLOGO JOSÉ
DIA = diagênese SGS = sub-grenschist LGS = low-greenschist UGSDEupper greenschist AM = amphibolite HPGS = high pressure greenschist
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GAT = greenschist-amphibolite transition UBS = upper blueschist BS = blueschist BET = blueschis/eclogite transition EC = eclogite UHP = ultra high pressure

As Nappes Alpinas
Ocorrem nappes Austroalpinas no
domínio Pennínico

Nappes Austroalpinas: mobilizam material da Placa Adriática
Nappes Helvéticas: mobilizam material da Placa Européia
Nappes Pennínicas: mobilizam material que existia entre as duas massas continentais
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Ferdenrothorn, 3180 m
Nappe Helvética em calcários

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Os Himalayas

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Deslocamento = 6000 km

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Nos Himalayas encontra-se a montanha mais alta do mundo


Monte Evereste (8.844m)
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Nos Himalayas ocorre a maior concentração de glaciares fora dos pólos, o maior platô do
mundo e a fonte para os maiores rios do mundo.

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A massa crustal ocorrente

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no Platô do Tibet excede em 100

vezes a dos Alpes

Em 1924 Emile Argand já propunha a subducção da Índia sob a Ásia

OLIVEIRA

Algumas regiões possuem a maior razão de soerguimento já medida ( 1cm/ano)
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Alguns autores sugerem

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influência do soerguimento do Tibete

na Evolução do Homem

O Platô do Tibete

As forças tectônicas que sustentam o platô do Tibete ainda são um enigma
OLIVEIRA

Sutura de fechamento do Paleo-Tethys.
Todas as suturas a norte são paleozóicas.

Sutura de fechamento do Neo-Tethys.

Perfil próximo slide
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(Indus suture zone)

Siwalik: Produtos erosivos incorporados em nova thrust

Metamórficas de baixo grau e
rochas sem metamorfismo

Metamórficas de alto grau do
Embasamento Proterozóico

Sutura do Neo-Thetys
(Indus suture zone)
(Tibetan Thetys)

ofiolito

Batólito
Granítico
Cretáceo

MFT = Main Frontal Thrust MBT = Main Boundary Thrust MCT = Main Central Thrust STD = South Tibet Detachment

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Principais zonas de acomodação dos esforços compressivos atuais juntamente com..............

Obs: A alternância de zonas de intensa deformação e zonas de “sombra”, sugere existência de controle tectônico por
trends estruturais pré-existentes.
OLIVEIRA

Extensão

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T
E
C
T
Ô
N
I
C
A
T
R
A
N
S
C
O
R
R
E
N
T
E

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Escape Tectônico

OLIVEIRA

Obs: Na região da Turquia ocorre outro exemplo
importante de feição de escape tectônico.

OLIVEIRA

Hot Spots: testemunhas da deriva

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G
Ê
N
E
S
E
OLIVEIRA

A camada D”

OLIVEIRA

Hot spot do Hawaii

OLIVEIRA

Hotspots de Trindade e Tristão da Cunha

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Anomalias gravimétricas

Hotspot da Islândia: um ponto quente sobre a dorsal oceânica
(Associação de magmas toleíticos e alcalinos)

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Hotspot de Yellowstone

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CURSO
Muito DE GEOTECTÔNICA - GEÓLOGO JOSÉ !!
obrigado pela atenção
OLIVEIRA

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