UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
DISCIPLINA: GEOLOGIA ESTRUTURAL
ALUNOS:CARLOS ALBERTO AZEVEDO BEZERRA JUNIOR
      DANIEL DE PONTI SOUZA
      MARCO ANTONIO VASCONCELOS MONTEIRO
FILHO
      RODRIGO MATOS ESTRELA
      VIKTOR FERREIRA DE OLIVEIRA




FORTALEZA, 19 DE SETEMBRO DE 2011
Introdução
 A deformação superficial, em condições de
  temperatura e pressão litostática baixas, é
  marcada essencialmente pela ruptura frágil
  das rochas. Nestas condições, a
  deformação é quase exclusivamente
  representada pelas fraturas.
 O termo fratura (fracture; fracture) engloba
  todas as deformações acompanhadas de
  uma ruptura da rocha.
Introdução
 As fraturas, por sua fez, podem ser
  divididas de acordo com o seu
  deslocamento em relação ao plano
  de falha em:
 fraturas sem movimento paralelo ao
  plano de ruptura são geralmente
  chamadas juntas (joints; joints). As
  juntas podem ser, por sua
  vez, subdivididas em três grupos:
Introdução
 fraturas sem movimento nenhum;
 fraturas com movimento de
  afastamento perpendicular ao plano
  de ruptura;
 fraturas com movimento de
  aproximação perpendicular ao plano
  de ruptura.
Introdução
 fraturas
         com movimento paralelo ao
 plano de ruptura. Estas fraturas são
 chamadas falhas (faults; failles).
Introdução
Círculo de Mohr
 Diagrama de Mohr
 Representação cartesiana da tensão
  (σ), decomposta em grandezas vetoriais a
  partir de um corpo rochoso qualquer
  submetido à tensão. É uma técnica gráfica
  para mostrar o estado de stress de
  diferentes planos no mesmo campo de
  tensão (stress). As tensões (σn e σs) são
  plotadas em um plano como um ponto
  simples, sendo σn medido no eixo
  horizontal e σs na vertical.
Círculo de Mohr

   Tipos de fraturas
    desenvolvidas
    durante
    experimentos na
    rocha em estado
    ruptil:
Círculo de Mohr
Círculo de Mohr
Círculo de Mohr
   Envelope ou Envoltória de Mohr
Círculo de Mohr
Juntas
   São, de todas as feições
    estruturais, as mais universalmente
    representadas. Podem ser
    encontradas em todos os tipos de
    rochas e de ambientes: rochas
    metamórficas, rochas sedimentares
    pouco ou não deformadas, rochas
    ígneas. As suas origens são as mais
    diversas possíveis.
Juntas
Juntas
Classificação Geométrica
 Em relação às estruturas planares
  (acamamento, xistosidade,
  bandamento gnáissico), ocorrem:
 (1) juntas direcionais ou paralelas à
  estrutura planar; (2) juntas de
  mergulho ou paralelas à direção de
  mergulho; (3) juntas horizontais ou
  concordantes a planos horizontais e
  (4) juntas diagonais ou oblíquas à
  direção da camada.
Classificação Geométrica
Classificação Geométrica
 Em relação a eixos de dobras as
  juntas são classificadas como:
- longitudinais: paralelas ao eixo da
  dobra;
- cruzadas: aproximadamente
  perpendiculares ao eixo;
- diagonais: cruzadas transversalmente
  ao eixo.
Classificação Geométrica
Classificação Geométrica
 Em relação à disposição espacial
  são:
- paralelas: paralelas entre si;
- concêntricas: típicas de área
  intrusivas;
- radiais: associadas às concêntricas.
Classificação Geométrica
Caracterização
 Para a caracterização do estado de fraturas do
  maciço as juntas devem ser observadas quanto
  aos seguintes aspectos:
 qualidade da superfície de ruptura: lisa ou áspera;
 geometria da superfície: planas ou curviplanares;
 espaçamento: distância média entre as juntas;
 abertura: distância de afastamento entre os blocos;
 persistência: extensão tanto - na horizontal quanto
  na vertical;
 alteração das paredes;
 preenchimento por elementos de naturezas
  diversas.
Origem das Juntas
   Podem ser originadas por diversos
    mecanismos, sendo que sua identificação
    nem sempre é possível de ser observada
    no campo.
Classificação quanto a origem
  Juntas de origem Tectônica
- Causadas por tensões regionais na crosta
  e tendem a ocorrer em orientações
  sistemáticas em áreas bastante amplas.
 Juntas de origem Não Tectônicas
- Originadas por processos como o
  resfriamento de corpos magmáticos e
  gretas de contração.
Juntas de origem Tectônica
   Juntas Cisalhantes

   Juntas de Tensão

   Juntas Estilolíticas
Juntas Cisalhantes
   Apresentam padrão losangular, com
    ângulos da ordem de 60° ou 70° entre
    os planos de ruptura das
    fraturas, ocorrendo em pares
    conjugados, podendo conter
    pequenos deslocamentos.
Interseção de duas juntas
planares com ângulo de
60°
shear joints
Juntas de Tensão
   O movimento de afastamento entre as
    paredes das fraturas ocasiona a abertura ou
    distensão perpendicular a sua superfície, que
    geralmente são
    preenchidas, preenchimentos esses que
    podem ser os mais variados.

   Essas fendas formadas podem apresentar
    formas tabulares(veios) ou lenticulares.

   Quando essas fendas apresentam
    preenchimento mineral, os cristais crescidos
    nas fendas podem apresentar um aspecto
    fibroso induzido pela abertura da junta.
En echelon veins
Crescimento Sintaxial
Crescimento Antitaxial
Stylolite in calcite vein in carbonaceous shales
from Arkaroola, South Australia
Antitaxial calcite vein in carbonaceous
shales, Arkaroola, South Australia
Calcite + quartz vein in carbonaceous
shales from Arkaroola, South Australia
Crack-seal
   Quando esse crescimento fibroso é
    um processo cíclico, intercalando
    fases de abertura e preenchimento
    desse espaço formado, temos o que é
    chamado de mecanismo de ‘’crack-
    seal’’.
Morfologia dos planos estilolíticos
Joints stylolithiques parallèles à la surface des
   bancs soulignés par un liseré argileux. Ces
  figures caractérisent une dissolution due à la
 pression, soit par surcharge sédimentaire, soit
             par serrage tectonique
Détails d'un joint stylolithique
Juntas de origem Não
Tectônica
   Juntas decorrentes de resfriamento de
    corpos magmáticos – quando o
    materiais ígneos sofrem
    resfriamento, ocorre também uma
    contração que pode ser observada
    pelo aparecimento de fraturas.
    Ocorrem de duas formas: através do
    resfriamento de rochas extrusivas e
    resfriamento de rochas intrusivas.
Columnar Joints. Devils Postpile, Eastern
                 Sierra
Basaltos colunares em Devils Postpile, Califórnia, Bruce
            © Molnia, Photographics Terra.
   Gretas de Contração – quando materiais argilosos perdem
    água, ou seja, sofre um ressecamento, pode ocorrer uma
    contração desses materiais, acarretando na formação de juntas
    prismáticas, conhecidas como gretas de contração.




                   Gretas de contração - sedimentos da
                       Fm. Corumbataí, SP, Brasil.
Deserto de Trona - Califórnia
 Descontinuidade entre blocos
  rochosos ou superfícies
 O que caracteriza a falha é
  movimento que ocorre entre esses
  blocos
 Falhas ocorrem em Zonas de Falha
Elementos geométricos das
falhas
 Plano de Falha (PF)
 Capa ou Teto (Hanging-wall): Bloco
  superior; situa-se sobre o plano de falha.
 Lapa ou Muro (Foot-wall): Bloco inferior;
  situa-se sob o plano de falha.
 Para falhas transcorrentes, os blocos
  são indicados de acordo com o sentido
  em que eles se movimentam.
 Traço ou linha de falha: a linha formada
  pela interseção do plano de falha (PF)
  com a superfície terrestre ou o plano
  horizontal (PH).
   Falha Listrica: falha Curva




   Espelho de falha: superficie do plano de
    falha é completamente lisa
Formação de estrias
Pitch e Rejeito
Nomenclatura das Falhas
 Regime Extensional – Falha Normal
 Regime compessional – Falha reversa
 Regime transcorrente – Falha
  transcorrente
Indicadores Cinematicos
 Deslocamento do marcador
 Dobras de arrasto (Drag folds)
 Marcadores ligados a elementos
  estriadores
 Fraturas de segunda ordem
 Aspereza
•
Falhas em Regime
Compressional
   As Falhas associadas ao regime compressional
    são geralmente inversas e provocam o
    empilhamento tectônico, ao longo de contatos
    anormais, de unidades que, frequentemente, tem
    origens distantes.
 Cavalgamentos: Quando o rejeito varia entre
  centenas de metros a alguns quilômetros.
 Nappes: Quando o rejeito ultrapassa a 10
  quilômetros, atingindo às vezes mais de 100
  quilômetros.
 Geralmente eles evoluem a partir de falhas
  inversas, mas, em certos casos, eles podem ter a
  sua origem na ampliação de dobras.
                                         Desenvolvim
                                         ento de um
                                         cavalgament
                                         o por dobra-
                                         falha.
   Os terrenos que formam o substrato do
    cavalgamento ou da nappe, abaixo do contato
    anormal, representam o autóctone e os terrenos
    transportados representam o alóctone.
As falhas em regime
transcorrente
   O regime transcorrente é caracterizado pela
    horizontalidade do plano principal sigma 1 e sigma
    3 do elipsóide da deformação, o que resulta em
    movimentos direcionais dos blocos crustais.
   As falhas transcorrentes podem apresentar
    extensões superiores a centenas de km e rejeitos
    extremamente elevados.
   No caso de um regime transcorrente puro, ao
    contrário dos regimes extensionais e
    compressionais, não há alteração da espessura da
    crosta.
Sub-regimes
   Transtensional ( afinamento crustal )

   Transpressional ( espessamento
    crustal )
   Em tais domínios
    são geradas feições
    diagnósticas:
    as feições
    em FLORES.
   Bacia em Pull-apart
- Apostila de Geologia Estrutural – Autor Prof. Dr. Michel Henri
Arthaud, meio impresso e digital, 1998.

- Notas de aulas – graduação (UFPA) – Autores Prof. Milton
Antonio da Silva Matta e Prof. Francisco de Assis Matos de
Abreu, meio impresso e digital, 2007.

- PRESS, F.; SIEVER, R.; GROTZINGER, J.; JORDAN, T. H.
(2006) Para entender a Terra. Menegat, R. (coord. Tradução).
Bookman, 656p.

- PLUIJIM, B. van der & MARSHAK, S. (1997) – Earth Structure –
an Introduction to Strutural Geology and Tectonics. WCB/McGraw-
Hill; New York, 495p.

- TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M.C.M.; FAICHILD, T. R.; TAIOLI, F.
(organizadores) (2003) Decifrando a Terra. Oficina de Textos, São
Paulo, 557p, 1 edição.

Fraturas e falhas

  • 1.
    UNIVERSIDADE FEDERAL DOCEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA DISCIPLINA: GEOLOGIA ESTRUTURAL ALUNOS:CARLOS ALBERTO AZEVEDO BEZERRA JUNIOR DANIEL DE PONTI SOUZA MARCO ANTONIO VASCONCELOS MONTEIRO FILHO RODRIGO MATOS ESTRELA VIKTOR FERREIRA DE OLIVEIRA FORTALEZA, 19 DE SETEMBRO DE 2011
  • 2.
    Introdução  A deformaçãosuperficial, em condições de temperatura e pressão litostática baixas, é marcada essencialmente pela ruptura frágil das rochas. Nestas condições, a deformação é quase exclusivamente representada pelas fraturas.  O termo fratura (fracture; fracture) engloba todas as deformações acompanhadas de uma ruptura da rocha.
  • 3.
    Introdução  As fraturas,por sua fez, podem ser divididas de acordo com o seu deslocamento em relação ao plano de falha em:  fraturas sem movimento paralelo ao plano de ruptura são geralmente chamadas juntas (joints; joints). As juntas podem ser, por sua vez, subdivididas em três grupos:
  • 4.
    Introdução  fraturas semmovimento nenhum;  fraturas com movimento de afastamento perpendicular ao plano de ruptura;  fraturas com movimento de aproximação perpendicular ao plano de ruptura.
  • 5.
    Introdução  fraturas com movimento paralelo ao plano de ruptura. Estas fraturas são chamadas falhas (faults; failles).
  • 6.
  • 7.
    Círculo de Mohr Diagrama de Mohr  Representação cartesiana da tensão (σ), decomposta em grandezas vetoriais a partir de um corpo rochoso qualquer submetido à tensão. É uma técnica gráfica para mostrar o estado de stress de diferentes planos no mesmo campo de tensão (stress). As tensões (σn e σs) são plotadas em um plano como um ponto simples, sendo σn medido no eixo horizontal e σs na vertical.
  • 8.
    Círculo de Mohr  Tipos de fraturas desenvolvidas durante experimentos na rocha em estado ruptil:
  • 9.
  • 10.
  • 11.
    Círculo de Mohr  Envelope ou Envoltória de Mohr
  • 12.
  • 13.
    Juntas  São, de todas as feições estruturais, as mais universalmente representadas. Podem ser encontradas em todos os tipos de rochas e de ambientes: rochas metamórficas, rochas sedimentares pouco ou não deformadas, rochas ígneas. As suas origens são as mais diversas possíveis.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
    Classificação Geométrica  Emrelação às estruturas planares (acamamento, xistosidade, bandamento gnáissico), ocorrem:  (1) juntas direcionais ou paralelas à estrutura planar; (2) juntas de mergulho ou paralelas à direção de mergulho; (3) juntas horizontais ou concordantes a planos horizontais e (4) juntas diagonais ou oblíquas à direção da camada.
  • 17.
  • 18.
    Classificação Geométrica  Emrelação a eixos de dobras as juntas são classificadas como: - longitudinais: paralelas ao eixo da dobra; - cruzadas: aproximadamente perpendiculares ao eixo; - diagonais: cruzadas transversalmente ao eixo.
  • 19.
  • 20.
    Classificação Geométrica  Emrelação à disposição espacial são: - paralelas: paralelas entre si; - concêntricas: típicas de área intrusivas; - radiais: associadas às concêntricas.
  • 21.
  • 22.
    Caracterização  Para acaracterização do estado de fraturas do maciço as juntas devem ser observadas quanto aos seguintes aspectos:  qualidade da superfície de ruptura: lisa ou áspera;  geometria da superfície: planas ou curviplanares;  espaçamento: distância média entre as juntas;  abertura: distância de afastamento entre os blocos;  persistência: extensão tanto - na horizontal quanto na vertical;  alteração das paredes;  preenchimento por elementos de naturezas diversas.
  • 23.
    Origem das Juntas  Podem ser originadas por diversos mecanismos, sendo que sua identificação nem sempre é possível de ser observada no campo.
  • 24.
    Classificação quanto aorigem  Juntas de origem Tectônica - Causadas por tensões regionais na crosta e tendem a ocorrer em orientações sistemáticas em áreas bastante amplas.  Juntas de origem Não Tectônicas - Originadas por processos como o resfriamento de corpos magmáticos e gretas de contração.
  • 25.
    Juntas de origemTectônica  Juntas Cisalhantes  Juntas de Tensão  Juntas Estilolíticas
  • 26.
    Juntas Cisalhantes  Apresentam padrão losangular, com ângulos da ordem de 60° ou 70° entre os planos de ruptura das fraturas, ocorrendo em pares conjugados, podendo conter pequenos deslocamentos.
  • 27.
    Interseção de duasjuntas planares com ângulo de 60°
  • 28.
  • 29.
    Juntas de Tensão  O movimento de afastamento entre as paredes das fraturas ocasiona a abertura ou distensão perpendicular a sua superfície, que geralmente são preenchidas, preenchimentos esses que podem ser os mais variados.  Essas fendas formadas podem apresentar formas tabulares(veios) ou lenticulares.  Quando essas fendas apresentam preenchimento mineral, os cristais crescidos nas fendas podem apresentar um aspecto fibroso induzido pela abertura da junta.
  • 30.
  • 31.
  • 32.
  • 33.
    Stylolite in calcitevein in carbonaceous shales from Arkaroola, South Australia
  • 34.
    Antitaxial calcite veinin carbonaceous shales, Arkaroola, South Australia
  • 35.
    Calcite + quartzvein in carbonaceous shales from Arkaroola, South Australia
  • 36.
    Crack-seal  Quando esse crescimento fibroso é um processo cíclico, intercalando fases de abertura e preenchimento desse espaço formado, temos o que é chamado de mecanismo de ‘’crack- seal’’.
  • 37.
    Morfologia dos planosestilolíticos
  • 38.
    Joints stylolithiques parallèlesà la surface des bancs soulignés par un liseré argileux. Ces figures caractérisent une dissolution due à la pression, soit par surcharge sédimentaire, soit par serrage tectonique
  • 39.
    Détails d'un jointstylolithique
  • 40.
    Juntas de origemNão Tectônica  Juntas decorrentes de resfriamento de corpos magmáticos – quando o materiais ígneos sofrem resfriamento, ocorre também uma contração que pode ser observada pelo aparecimento de fraturas. Ocorrem de duas formas: através do resfriamento de rochas extrusivas e resfriamento de rochas intrusivas.
  • 41.
    Columnar Joints. DevilsPostpile, Eastern Sierra
  • 42.
    Basaltos colunares emDevils Postpile, Califórnia, Bruce © Molnia, Photographics Terra.
  • 43.
    Gretas de Contração – quando materiais argilosos perdem água, ou seja, sofre um ressecamento, pode ocorrer uma contração desses materiais, acarretando na formação de juntas prismáticas, conhecidas como gretas de contração. Gretas de contração - sedimentos da Fm. Corumbataí, SP, Brasil.
  • 44.
    Deserto de Trona- Califórnia
  • 46.
     Descontinuidade entreblocos rochosos ou superfícies  O que caracteriza a falha é movimento que ocorre entre esses blocos  Falhas ocorrem em Zonas de Falha
  • 50.
    Elementos geométricos das falhas Plano de Falha (PF)  Capa ou Teto (Hanging-wall): Bloco superior; situa-se sobre o plano de falha.  Lapa ou Muro (Foot-wall): Bloco inferior; situa-se sob o plano de falha.  Para falhas transcorrentes, os blocos são indicados de acordo com o sentido em que eles se movimentam.  Traço ou linha de falha: a linha formada pela interseção do plano de falha (PF) com a superfície terrestre ou o plano horizontal (PH).
  • 52.
    Falha Listrica: falha Curva  Espelho de falha: superficie do plano de falha é completamente lisa
  • 53.
  • 54.
  • 55.
    Nomenclatura das Falhas Regime Extensional – Falha Normal  Regime compessional – Falha reversa  Regime transcorrente – Falha transcorrente
  • 58.
    Indicadores Cinematicos  Deslocamentodo marcador  Dobras de arrasto (Drag folds)  Marcadores ligados a elementos estriadores  Fraturas de segunda ordem  Aspereza
  • 70.
  • 92.
    Falhas em Regime Compressional  As Falhas associadas ao regime compressional são geralmente inversas e provocam o empilhamento tectônico, ao longo de contatos anormais, de unidades que, frequentemente, tem origens distantes.
  • 94.
     Cavalgamentos: Quandoo rejeito varia entre centenas de metros a alguns quilômetros.  Nappes: Quando o rejeito ultrapassa a 10 quilômetros, atingindo às vezes mais de 100 quilômetros.  Geralmente eles evoluem a partir de falhas inversas, mas, em certos casos, eles podem ter a sua origem na ampliação de dobras. Desenvolvim ento de um cavalgament o por dobra- falha.
  • 95.
    Os terrenos que formam o substrato do cavalgamento ou da nappe, abaixo do contato anormal, representam o autóctone e os terrenos transportados representam o alóctone.
  • 98.
    As falhas emregime transcorrente  O regime transcorrente é caracterizado pela horizontalidade do plano principal sigma 1 e sigma 3 do elipsóide da deformação, o que resulta em movimentos direcionais dos blocos crustais.  As falhas transcorrentes podem apresentar extensões superiores a centenas de km e rejeitos extremamente elevados.  No caso de um regime transcorrente puro, ao contrário dos regimes extensionais e compressionais, não há alteração da espessura da crosta.
  • 99.
    Sub-regimes  Transtensional ( afinamento crustal )  Transpressional ( espessamento crustal )
  • 100.
    Em tais domínios são geradas feições diagnósticas: as feições em FLORES.
  • 101.
    Bacia em Pull-apart
  • 103.
    - Apostila deGeologia Estrutural – Autor Prof. Dr. Michel Henri Arthaud, meio impresso e digital, 1998. - Notas de aulas – graduação (UFPA) – Autores Prof. Milton Antonio da Silva Matta e Prof. Francisco de Assis Matos de Abreu, meio impresso e digital, 2007. - PRESS, F.; SIEVER, R.; GROTZINGER, J.; JORDAN, T. H. (2006) Para entender a Terra. Menegat, R. (coord. Tradução). Bookman, 656p. - PLUIJIM, B. van der & MARSHAK, S. (1997) – Earth Structure – an Introduction to Strutural Geology and Tectonics. WCB/McGraw- Hill; New York, 495p. - TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M.C.M.; FAICHILD, T. R.; TAIOLI, F. (organizadores) (2003) Decifrando a Terra. Oficina de Textos, São Paulo, 557p, 1 edição.