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111 Capítulo 4 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Rubens José Nadalin1 A fotointerpretação geológica utiliza-se de dois métodos distintos: Método Comparativo (ou das Chaves) e Método Dedutivo (ou da Análise Lógica). O Método das Chaves foi o primeiro a ser utilizado e baseia-se na elaboração de padrões com- parativos, ou seja, no conhecimento prévio de estruturas ou feições geológicas em imagens aéreas e na busca por feições similares. O Método Dedutivo tem como parâmetro a análise e separação de faixas com posterior interpretação de seus significados geológicos. O Método Dedutivo ou da Análise Lógica segue ideias e conceitos básicos introduzidos por Guy (1966), Riverau (1970) e sistematizados por Soares e Fiori (1976), com algumas modificações e adaptações. O princípio básico da argumentação analítica e interpretativa, segundo esses autores, deriva da geomorfologia: rochas e estruturas implicam necessariamente feições e formas com representação especial nas imagens. Como corolário, uma análise apropriada das imagens permite sua interpretação geológica. 1 Professor do Departamento de Geologia – UFPR. 112 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Neste capítulo prioriza-se a utilização deste método, aplicando-o à análise e interpretação do relevo2, com o objetivo de apresentar elementos que conduzam à elaboração de um mapa fotogeoló- gico, conforme a sistematização de Soares e Fiori (1976)3. 4.1 Clima O fator climático é um dos fatores a ser considerado quando se interpreta uma imagem, pois exerce influência significativa no aspecto morfológico de como os maciços rochosos se dispõem em uma fotografia aérea. Em regiões de clima tropical úmido, por exemplo, o intemperismo químico atua de forma mais acentuada do que nas regiões de clima seco, onde predomina o intemperismo físico. Assim, as formas de relevo se mostram mais arredondadas em clima úmido, devido à maior espessura de solo, e com cortes abruptos e angulares em clima seco. Clima predominantemente úmido maior intemperismo químico Clima predominantemente seco maior intemperismo físico maior espessura do solo menor espessura do solo maior quantidade de vegetação menor quantidade de vegetação menor exposição de rochas maior exposição de rochas formas arredondadas formas abruptas e angulares Em regiões de climas áridos e semiáridos, o trabalho de fotointerpretação é significativamente facilitado, pois os menores contrastes geológicos são ressaltados devido à reduzida espessura do solo e, consequentemente, a pouca ou escassa cobertura vegetal (figuras 4.1 e 4.2). 2 O Método Lógico aplicado à análise e interpretação da drenagem não é foco principal deste capítulo. Detalhes podem ser encontrados no apêndice ao final deste capítulo ou em Soares e Fiori (1976). 3 Diversos fragmentos textuais e exemplos são retirados dessa publicação, com autorização dos autores. Figura 4.1 Arredores da cidade de Diamantina (MG). O clima da região é tropical, modificado pela altitude entre 900 e 1600 m (fotografia Marcell Besser). Figura 4.2 Imagem parcial de uma fotografia aérea (Uruguai), clima predominantemente seco (semiúmido), com espessura de solo reduzida e pouca vegetação. Escala aproximada 1:25.000. 113 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Essa situação não é muito frequente no Brasil, pois a maior parte do território nacional possui clima tropical e subtropical úmido, originando solos espessos e vegetação abundante (figuras 4.3 e 4.4), com exceções, como a região Nordeste4. 4.2 Relevo As diferentes formas do relevo constituem basicamente o resultado da resistência diferencial à erosão diante do intemperismo, nos diferentes tipos litológicos, mas também dependem da combi- nação de diversos elementos como estrutura e condições climáticas atuais e pré-atuais. Uma mesma litologia poderá dar origem a diferentes formas de relevo, caso esteja em contato com rochas mais ou menos resistentes. Na seção geológica esquematizada na figura 4.5, estão repre- sentadas algumas rochas com diferentes resistências à erosão física e química (clima úmido5). 4 Região denominada de Tropical Semiárido Brasileiro (1.000.000 km²). 5 Essa relação não é válida para climas secos. As rochas carbonáticas, por exemplo, são bem mais resistentes aos processos erosivos devido à ausência de água no ambiente. Figura 4.3 Região de clima predominantemente úmido (município de Rio Branco do Sul - PR), onde a atuação do intemperismo é acentuada, originando solos espessos e, consequentemente, densa cobertura vegetal. Figura 4.4 Imagem parcial de uma fotografia aérea (ampliada) em região de clima úmido (município de Cerro Azul – PR), com acentuada espessura do solo e vegetação. Escala aproximada 1:20.000. 114 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Nesta situação, a rocha intrusiva (diabásio) normalmente irá formar crista ou vale caso as encaixantes, por exemplo, sejam, respectivamente, mármores, geralmente menos resistentes ao in- temperismo, ou quartzitos e filitos, geralmente mais resistentes. Situação semelhante pode ser visualizada na figura 4.6. Na imagem aérea destaca-se uma ro- cha intrusiva (dique de diabásio), com direção NW, cortando litologias diversas, onde predominam filitos e quartzitos (canto superior esquerdo) e mármores (canto inferior direito). Esta intrusiva, em contato com litologias encaixantes menos e mais resistentes, originou, res- pectivamente no relevo, uma crista (delimitada na imagem pela cor verde) e um vale (cor azul). Figura 4.5 Feições esquemáticas de relevo resultante da presença de litologias com diferentes resistências aos processos de intemperismo em regiões de clima predominantemente úmido (A – mármore; B – quartzito; C – filito; D – diabásio). Figura 4.6 (a) imagem parcial de uma fotografia aérea (município de Rio Branco do Sul – PR) onde predominam rochas metamórficas direcionadas para nordeste (N65E), cortadas por diques de direção noroeste (N45W); (b) na imagem foi destacado um desses diques onde pode-se observar que essa intrusiva originou, respectivamente, uma crista (indicada pela cor verde) e um vale (indicado pela cor azul), quando em contato com litologias menos ou mais resistentes. 115 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica 4.3 Fotointerpretação Geológica A fotointerpretação geológica é uma atividade indispensável nos trabalhos de cartografia geo- lógica, permitindo inferências e hipóteses razoáveis. Apesar de não substituir os trabalhos de campo, visto que somente as observações diretas de afloramentos podem avaliar o real significado geológico das feições separadas nas imagens, é de fundamental importância principalmente em regiões de difícil acesso e de intemperismo acentuado. De modo geral, o procedimento para elaboração de um mapa fotogeológico consiste no traçado de lineações, de alinhamentos, de quebras topográficas, na verificação das assimetrias, na delimitação de zonas fotolitológicas e finalmente na interpretação de seu significado geológico e geomorfológico. 4.3.1 Elementos de Fotoanálise e Fotointerpretação Para melhor compreensão do tema, são listados a seguir diversos conceitos6 e propriedades inerentes à fotoanálise que irão fornecer subsídios à fotointerpretação: Elemento textural É a menor superfície contínua e homogênea distinguível na imagem fotográfica. Deve ter for- mas e dimensões definidas e ser passível de repetição. Uma mudança de direção ou de forma, na linha de drenagem ou na superfície do relevo, cons- titui uma mudança do elemento de textura ou textural. Exemplo: um elemento textural pode ser a imagem de uma árvore ou de parte da árvore, de- pendendo da escala da foto; ou a imagem de parte de uma drenagem ou do relevo (figura 4.7). 6 O trabalho Lógica e Sistemática na Análise e Interpretação de Fotografias Aéreas, de Soares e Fiori (1976), contempla essese outros conceitos sobre o tema abordado neste capítulo. Figura 4.7 Imagem parcial de uma fotografia aérea (município de Ponta Grossa – PR) onde estão indicados diferentes elementos texturais: (a) de vegetação – árvore; (b) de drenagem – segmento de rio; (c) de relevo – micro feição de relevo. Escala aproximada das imagens 1:20.000. 116 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Textura É o padrão de arranjo dos elementos texturais e representa a imagem de conjunto dada pela disposição das menores feições que conservam sua identidade na escala da fotografia (figura 4.8). A textura depende de diversos fatores como porosidade e permeabilidade das rochas, forma das encostas, clima, entre outros (figuras 4.9 e 4.10). Figura 4.8 Imagem parcial de uma fotografia aérea (município de Ponta Grossa – PR) onde estão representadas dife- rentes texturas: (a) de vegetação; (b) de drenagem; (c) de relevo. Escala aproximada das imagens 1:20.000. Figura 4.9 Parte de uma fotografia aérea ampliada (município de Balsa Nova – PR) onde pode-se observar a presença de duas texturas de relevo distintas, uma lisa (A) e outra rugosa (B). A presença de vegetação não deve ser considerada nesta análise. Escala original da fotografia aérea 1:25.000, escala aproximada da imagem ampliada 1:15.000. Figura 4.10 Parte de uma fotografia aérea ampliada (município de Apiaí – SP), mostrando texturas de relevo distintas, uma mais lisa (A), uma intermediária (B) e outras mais rugosas (C e D). Observar que a textura do relevo nas faixas D e D1 é a mesma, o que as “diferenciam” é a presença mais acentuada da vegetação (D1), que não deve ser considerada na análise desta propriedade. Escala aproximada 1:50.000. 117 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Estrutura É o padrão de organização no espaço dos elementos texturais. O grau de estruturação refere-se à regularidade de organização desses elementos, podendo ser fracamente estruturada, quando a lei de ordenação é mal definida, pouco regular ou pouco precisa; ou fortemente estruturada, em caso de disposição regularmente ordenada. Exemplo: se uma árvore for um elemento textural, por analogia pode-se considerar uma flo- resta como textura. A organização das árvores em um reflorestamento, por exemplo, representa a estrutura desses elementos (figura 4.11). Figura 4.11 Representação não geológica de alguns elementos de fotoleitura, fotoanálise e fotointerpretação. Tonalidade Refere-se ao brilho relativo ou a cor de objetos presentes em uma imagem aérea. A tonalidade pode mudar de uma fotografia aérea para outra em função de diversos fatores como o material foto- gráfico utilizado (filme, filtro, papel, etc.), o método de revelação, entre outros. Dessa forma, deve-se confiar, sobretudo, nas variações das tonalidades dentro da mesma foto e esta, de preferência, com pouca vegetação. É uma propriedade de difícil caracterização e que deve ser utilizada com cautela, porém, em determinadas situações, pode auxiliar na separação das zonas fotolitológicas (figura 4.12). Nas fotografias aéreas pancromáticas, a tonalidade pode variar do branco até o preto. Essa dife- rença, além do efeito da sombra, é consequência de diversos fatores, entre os quais a composição mineralógica e a quantidade de água presente nas rochas. Minerais como o quartzo e o feldspato, quando presentes, refletem mais a luz incidente, enquanto outros, como os anfibólios e os piro- xênios, têm comportamento oposto. As rochas e as argilas que absorvem ou retêm mais a água em seu interior geralmente se tornam mais escuras, enquanto as rochas mais permeáveis tendem a refletir tons mais claros. Na maior parte das vezes, a tonalidade reflete as propriedades do solo de- senvolvido sobre a rocha: mais arenosos, mais claros; mais argilosos ou ferruginosos, mais escuros. Figura 4.12 (a) imagem parcial de uma fotografia aérea ampliada (região andina chilena); (b) nessa imagem foram selecionadas diversas faixas (A, B, C, D, E, F) com diferentes tonalidades. A vegetação rala ou ausente possibilita uma melhor verificação desses contrastes. Escala aproximada da imagem 1:35.000. 118 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Lineação É um elemento da imagem, com forma retilínea ou levemente curva (em arco), contida em um único plano no espaço. Salienta-se positivamente na visão estereoscópica e no terreno, com a forma de uma pequena crista (lente), ou negativamente, como uma ranhura, sulco ou depressão (figura 4.13). Figura 4.13 (a) parte de uma fotografia aérea, escala 1:60.000 (município de Tunas – PR); (b) na imagem ampliada, estão marcadas algumas das diversas lineações existentes no relevo. As lineações positivas (em marrom) foram identificadas como P1 (lineação retilínea) e P2 (lineação em arco). As lineações negativas foram identificadas (em azul ou vermelho) como N1 (lineação retilínea) e N2 (lineação em arco). 119 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica As lineações positivas normalmente são traçadas na imagem (transparência ou overlay), com cor marrom e as lineações negativas nas cores azul e (ou) vermelha, conforme a sua classificação. No conjunto são importantes porque indicam a direção de camadas, foliações, entre outras, e, em deter- minadas situações (lineações em arco), indicam o rumo de mergulho das mesmas (Regra dos Vs7). São divididas em feixe ou em série e um dos critérios de reconhecimento é a disposição delas na imagem. As lineações em feixe se caracterizam por uma disposição paralela e de continuidade longitu- dinal, comumente associadas ao acamamento ou foliação das rochas. A figura 4.14.a mostra um rele- vo com pouca vegetação e solo, onde foi possível identificar e traçar com mais facilidade na imagem, diversas lineações que ilustram esse conceito (figura 4.14.b e 4.14.c). 7 Para mais informações, ver capítulo Construindo e Interpretando Mapas Geológicos: item – Informações Necessárias à Construção de Mapas e Seções Geológicas – Regra dos Vs. Figura 4.14 Lineações em feixe: (a) imagem parcial e ampliada de uma fotografia aérea (município de Cáceres – MT); (b) traçado em parte da imagem das lineações positivas (em marrom) e negativas (em azul) identificadas como feixe; (c) representação do traçado dessas lineações. Pode- se observar o paralelismo marcante entre elas, onde a sua distribuição ocorre ao longo de uma faixa (A) direcionada para nordeste, ou seja, a mesma direção das lineações, o que caracteriza o conceito de feixe. Escala aproximada da imagem 1: 20.000. 120 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica As lineações em série, também denominadas de transversais, são irregulares, mal distribuídas e com variações no comprimento. Geralmente estão associadas a falhas e (ou) fraturas, normalmente com uma ou duas direções preferenciais (figura 4.15). Figura 4.15 Lineações em série: (a) imagem parcial e ampliada de uma fotografia aérea no município de Cáceres – MT; (b) traçado das lineações negativas mais evidentes (em vermelho) na fotografia aérea, interpretadas como em série, transversais ou paralelas, associadas a eventos tectônicos regionais; (c) quadro representando essas lineações; (d) afloramento na Serra do Rio do Rasto, município de Lauro Mueller (SC), contendo arenitos (A) intercalados com siltitos (B). Pode-se observar que os arenitos, por serem litologias mais competentes evidenciam, de maneira mais clara, o tectonismo a que foram submetidos (faixa A1), ao contrário dos siltitos que ocorrem, por exemplo, na faixa B1, onde esse registro fica pouco ou nada evidente (fotografia Fernando Mancini); (e) com base na distribuição das lineações traçadas na fotografia aérea, foram individualizadas três faixas prováveis (A, B, e C), onde predominam rochas mais competentes em relação às demais. A direção principal dessas faixas é para nordeste, enquanto que a direção das lineações é preferencialmente paranoroeste. 121 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica As lineações positivas normalmente representam traços de acamamento ou camadas rochosas mais resistentes. As lineações negativas, quando paralelas às positivas representam traços de aca- mamento, porém, em determinadas situações, podem indicar, por exemplo, uma foliação. As lineações negativas, parcialmente oblíquas às positivas, normalmente representam traços de foliação ou de fratura. As lineações negativas, transversais às positivas e aos limites das zonas homólogas ou fotolitológicas, indicam fraturas, pequenos diques menos resistentes à encaixante, entre outras. As lineações, por representarem acamamentos, foliações, fraturas, entre outras, podem ser observadas em amostras de mão, em escala de afloramentos ou em imagens aéreas (figura 4.16). O que difere nestes casos é a escala de observação e o grau de intemperismo (afloramentos e imagens). Figura 4.16 Pode-se observar a presença do acamamento nas diferentes situações: (a) escala pontual; (b) escala de afloramento (fotografias Marcell Besser); (c) escala regional (fotografia aérea). Tropia A tropia é a propriedade das lineações em feixe (positivas e negativas) se orientarem segundo uma determinada direção. Uma quantidade elevada desses elementos ao longo de uma faixa indicará uma tropia alta (A), como representada na figura 4.14.c. À medida que esses elementos diminuem ou se tornam ausentes, a tropia diminui na mesma proporção, ou seja, é classificada respectivamente como moderada (M), baixa ou nula (B) (figura 4.17). A tropia reflete a propriedade dos elementos de relevo se orientarem segundo tendências ou direções. Essa propriedade auxilia na definição de zonas fotolitológicas e tem como base as dife- rentes quantidades e graus de orientação das lineações8. 8 Outras informações podem ser encontradas em Soares e Fiori (1976). 122 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Alinhamento É uma estrutura retilínea ou levemente curva que se salienta no terreno, sob a forma de crista ou vale, contido em um único plano (figura 4.18). Difere do conceito de lineação devido a sua maior extensão longitudinal, podendo ser formado por um arranjo linear de várias lineações. Figura 4.17 Tropia: (a) parte de uma fotografia aérea, escala 1:25.000 (município de Colombo – PR); (b) traçado das lineações em feixe (positivas e negativas). Com base nesses elementos foram individualizadas diversas faixas, limitadas pelos traçados na cor verde, correspondentes às tropias alta (A); moderada (M) e baixa (B). 123 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Da mesma forma que as lineações, os alinhamentos são traçados nas cores marrom (crista), azul (vale - paralelo às lineações em feixe) ou vermelho (vale - oblíquo ou perpendicular às lineações em feixe). Os alinhamentos mais comuns são reflexos das estruturas das rochas. Essas estruturas são geral- mente ocasionadas por processos tectônicos (diaclasamento, falhamento, gnaissificação), eventu- almente podem ser atectônicas, como no caso de lineamentos originados pelo contato de rochas com diferentes resistências. Figura 4.18 Alinhamentos: (a) parte de uma fotografia aérea, escala 1:60.000 (municípios de Colombo e Almirante Tamandaré – PR); (b) traçado de alguns alinhamentos positivos retilíneos ou em arco (em marrom) e negativos retilíneos ou em arco (em azul e vermelho). 124 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Quando se identifica um determinado elemento fotointerpretativo (lineação, alinhamento, falha, etc.) e o seu traçado na imagem aérea for retilíneo, é possível interpretar de início que o plano deve possuir alto ângulo de mergulho (o que nem sempre é verdade), ao contrário de traçados sinu- osos, que podem representar planos com ângulo de mergulho baixo. Quanto mais ondulado for esse traçado, mais suave deverá ser o mergulho, portanto, pelo for- mato do elemento traçado na imagem (Regra dos Vs9), é possível identificar o sentido do mergulho de um plano (figura 4.19). Quebra de relevo Refere-se a uma mudança estruturada de declive do relevo, seguindo uma linha sinuosa que liga sucessivas rupturas. Diferencia-se do alinhamento devido à sinuosidade. As quebras negativas são formadas pelas rupturas de declive côncavas e as quebras positivas, pelas rupturas de declive convexas. Desenvolvem-se por resistência diferencial à erosão e (ou) intemperismo, revelando dife- rentes propriedades físicas e químicas do maciço rochoso (figura 4.20). 9 Para mais informações, ver capítulo Construindo e Interpretando Mapas Geológicos: item - Informações necessárias à Construção de Mapas e Seções Geológicas (Regra dos Vs). Figura 4.19 (a) imagem parcial de uma fotografia aérea ampliada (região andina chilena); (b) na imagem foi destacada uma camada de pequena espessura (pontilhada em verde) onde pode-se observar a forma de um “V” (círculo preto) na região do vale; (c) essa situação, representada no bloco diagrama, mostra o vértice do “V” indicando o mergulho das camadas para NW. Escala aproximada da imagem 1: 25.000. 125 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica As quebras negativas representam o limite entre as camadas mais e menos resistentes à erosão podendo ser interpretadas como contatos fotolitológicos (figura 4.21). O seu valor e significado geológico é tanto maior quanto mais contínuas estiverem e também quanto maior for o seu paralelismo com uma quebra positiva. As quebras positivas representam níveis de maior resistência à erosão dentro da mesma unida- de fotolitológica e auxiliam em estudos estruturais. Figura 4.20 (a) imagem parcial de uma fotografia aérea (município de Balsa Nova – PR); (b) na imagem foram traçadas duas quebras topográficas, uma positiva (P), bem definida (em marrom) e outra negativa (N), não tão bem definida (em azul) em função da presença da vegetação, que a está camuflando. Escala aproximada da imagem maior 1:15.000. 126 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Figura 4.21 Quebras de relevo: (a) fotografia aérea ampliada, escala aproximada 1:18.000 mostrando um relevo tabular (município de Cândido Abreu – PR); (b) identificação das principais quebras topográficas. Quando bem definidas na imagem, foram identificadas com um traço contínuo em marrom (positivas) ou azul (negativas) e, quando não estão bem definidas, a sua identificação foi feita com elementos tracejados; (c) seção geológica esquemática mostrando a relação das quebras topográficas com os contatos ou limites das zonas fotolitológicas. 127 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica As quebras de relevo podem ser definidas ou suaves (pouco ou mal definidas), como se ob- serva na figura 4.22. A representação de qualquer quebra de relevo é marcada por traços contínuos, tracejados ou pontilhados, quando bem, moderadamente ou mal definidas (figura 4.23). Figura 4.22 Seções geológicas esquemáticas representando diferentes tipos de quebras de relevo: (a) linha de ruptura é definida ( ); (b) linha de ruptura é mais suave ( ). Em fotografias aéreas ou imagens de satélites normalmente podemos identificar inúmeras quebras negativas de relevo. As mais importantes são aquelas que separam texturas ou formas de encostas diferentes, indicando, assim, prováveis contatos entre litologias ou unidades geológicas dis- tintas (figuras 4.24 e 4.25). Figura 4.23 (a) imagem parcial de uma fotografia aérea, escala 1:25.000 (município de Palmeira – PR); (b) na imagem ampliada foram traçadas algumas quebras topográficas positivas e negativas bem definidas (Q1), moderadamente definidas (Q2) e mal definidas (Q3). 128 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Figura 4.24 Parte de uma fotografia aérea (município de Cândido de Abreu – PR). Na imagem da direita foram traçadasalgumas quebras topográficas negativas (em azul) individualizando unidades geológicas diferentes (A e B). Escala aproximada da imagem 1:25.000. Figura 4.25 Visão geomorfológica das unidades A e B (município de Cândido Abreu - PR), correspondentes à ima- gem aérea (figura anterior) onde se pode observar o contato entre elas (fotografia Ronile Hoeflich). Zona homóloga A zona homóloga representa uma área de agrupamento de elementos texturais e estruturais com propriedades semelhantes. Os limites de uma zona homóloga normalmente coincidem com uma quebra de relevo positiva e outra negativa, ou com um alinhamento (figuras 4.26 e 4.27). 129 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Figura 4.26 Representação de diferentes zonas homólogas de relevo, limitadas por quebras topográficas positivas (em marrom) e uma negativas (em azul). Figura 4.27 Fotografia aérea ampliada (município de Cáceres – MT) onde estão indicadas zonas homólogas de rele- vo diferentes (A e B), limitadas pelas quebras de relevo positiva (marrom) e negativa (azul). Escala aproximada da imagem 1:15.000. Zona fotolitológica Um dos principais objetivos na fotointerpretação geológica é a identificação e a correta separa- ção das zonas fotolitológicas, pois elas devem representar as diversas unidades geológicas existentes. Os limites de uma zona fotolitológica normalmente coincidem com uma quebra de relevo negativa (figura 4.28), porém, em determinados casos, essa situação pode não ocorrer, como nos contatos transicionais ou encobertos. Figura 4.28 Representação de uma zona fotolitológica de relevo, limitadas por quebras negativas (em azul). 130 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica De maneira geral, a separação entre zonas fotolitológicas, como também acontece com as zonas homólogas, pode ser definida (representada com um traço contínuo), aproximada (tracejado maior) ou inferida (tracejado menor ou pontilhado), separadas de acordo com uma maior ou menor exposição dos elementos fotointerpretativos, como se pode observar na figura 4.29. Figura 4.29 Zona fotolitológica: (a) parte de uma fotografia aérea (município de Cáceres – MT); (b) imagem ampliada mostrando quatro zonas fotolitológicas (A, B, C, D) e seus respectivos limites (em verde) definidos (traço contínuo) e aproximados (tracejados). Escala aproximada 1:30.000. 131 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Para auxiliar na definição de uma zona fotolitológica, um dos objetivos principais da fotoin- terpretação, deve-se levar em conta os diferentes elementos observados na imagem tais como: lineações, alinhamentos, quebras topográficas, formas das encostas, tropia, textura e tonalidade. Com essas faixas identificadas e, consequentemente traçadas, o passo seguinte é a interpretação estrutural, em que são inseridos na transparência os possíveis dobramentos e (ou) falhamentos encontrados. Em determinadas situações, os limites de uma zona homóloga podem coincidir com os limites de uma zona fotolitológica, ou seja, duas quebras negativas consecutivas (figura 4.30). Figura 4.30 Limites de zonas homólogas (ZH) e fotolitológicas (ZF). A forma como o relevo se apresenta em determinada região está diretamente ligada à resis- tência das rochas. Relevos mais acentuados implicam litologias mais resistentes aos processos intem- péricos/erosivos e relevos mais planos, o contrário. Essa propriedade é bastante útil no processo de separação das zonas fotolitológicas (figura 4.31). A resistência das rochas à erosão depende da composição mineral, granulometria, compactação, estrutura, entre outros. Com isso, rochas diferentes vão se comportar de modo distinto perante os processos erosionais, proporcionando relevos com diferentes alturas, formas e perfis de encostas. Figura 4.31 Representação de um perfil topográfico esquemático. Foram individualizadas cinco zonas fotolitológicas principais (a-e). 132 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Em determinadas situações, quando uma zona homóloga e (ou) fotolitológica e seus limites são interrompidos bruscamente por um limite de outra zona homóloga e (ou) fotolitológica ou por um alinhamento que a torna descontínua; é possível que se trate, em termos de fotointerpretação, de discordâncias, intrusões ou falhas (figura 4.32). Assimetria de relevo A assimetria do relevo é definida em função do ângulo de declividade entre duas zonas homó- logas consecutivas (A e B), cujo vértice é a quebra de relevo positiva. Essa propriedade fornece informações importantes, principalmente sobre a atitude dos planos estruturais das rochas. Figura 4.32 Zona fotolitológica: (a) parte de uma fotografia aérea (município de Cáceres – MT); (b) imagem ampliada onde foram identificadas lineações (feixe e série), alinhamentos, quebras de relevo e as principais zonas fotolitológicas (A-J). Observar o truncamento abrupto da zona fotolitológica C (leste –oeste) pela zona fotolitológica F (nordeste). Essa interrupção, indicada na imagem com um traço vermelho, pode representar a presença de uma possível falha ou discordância. Escala aproximada 1:30.000. 133 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica A disposição das cristas (lineações e alinhamentos positivos) possibilita verificar a direção da camada (figura 4.33). A encosta de menor declividade (α1) indica o sentido de mergulho do plano (perpendicular à direção). Dessa forma, quanto maior for a diferença entre as declividades das encostas adjacentes, mais assimétrico será o relevo e, consequentemente, menor será o ângulo do mergulho e, de forma con- trária, quanto mais simétricas forem as encostas mais verticalizados serão os mergulhos (figura 4.33). É possível classificar o grau de assimetria de quatro maneiras: ● Assimetria forte: quando uma zona homóloga horizontal a sub-horizontal se opõe a uma zona ho- móloga fortemente inclinada (figura 4.34). Figura 4.34 Assimetria forte. Camadas horizontais a sub-horizontais (de 0 – 5°). A representação à direita fornece uma ideia da disposição das camadas na imagem aérea. Escala aproximada da imagem 1:20.000. Figura 4.33 O plano representado pela zona homóloga A, tem baixo ângulo de mergulho (α1), ao contrário da zona homóloga B, onde o ângulo de mergulho é elevado (α2), caracterizando um relevo moderadamente assimétrico. 134 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica ● Assimetria moderada: quando duas zonas homólogas justapostas possuem declives elevados e são visivelmente diferentes em relação à densidade de elementos textura de relevo (figura 4.35). Figura 4.35 Assimetria moderada. Camadas pouco inclinadas (em torno de 10 a 30°). O desenho à direita nos fornece uma noção da disposição das camadas na imagem aérea. Escala aproximada da imagem 1:15.000. ● Assimetria baixa: quando as duas zonas homólogas justapostas apresentam declives aproximada- mente iguais, mas se diferenciam na densidade de elementos texturais (figura 4.36). Figura 4.36 Assimetria fraca. Camadas mais inclinadas (em torno de 40 a 65°). O desenho representa a disposição das camadas na imagem aérea. A quantidade de elementos de relevo normalmente é mais acentuada na zona homóloga B do que na zona homóloga A. Escala da imagem 1:15.000. 135 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica ● Assimetria nula (simétrica): quando as duas zonas homólogas possuem declives similares e não se diferenciam na textura de relevo (figura 4.37). Quanto mais verticalizada estiver a camada, mais difícil é identificar a direção de mergulho dela, como no caso de hogbacks fortemente inclinados ou verticais. Figura 4.37 Assimetria nula. Camadas muito inclinada ou verticais (em torno de 70 a 90°). O desenho nos dá uma noção da disposição das camadas na imagem aérea. Escala aproximada da imagem 1:15.000. 4.3.2 Mapa Fotogeológico Uma vez caracterizados os principais elementos de fotoanálisee caracterizadas as zonas fotoli- tológicas de relevo e seus limites, a etapa seguinte é a interpretação da imagem e, consequentemente, a elaboração do mapa fotolitológico. Durante o processo de análise e interpretação, é importante ressaltar que quanto maior o grau ou intensidade de determinada feição ou estrutura, maior a possibilidade de ela não ser casual. A integração das diversas feições e propriedades, analisadas em conjunto, fornece informações mais precisas sobre as diferenças litológicas e feições estruturais existentes na imagem aérea. A metodologia a ser adotada para elaboração de um mapa fotogeológico consiste no traçado das lineações em feixe e em série, dos alinhamentos e quebras topográficas positivas e negativas, na verificação das assimetrias, na delimitação das zonas fotolitológicas e na interpretação. Na sequência, estão representadas três imagens aéreas interpretadas. Foram traçados os princi- pais elementos fotointerpretativos como lineações, alinhamentos, quebras topográficas, entre outros. A partir dessas informações foram construídos os mapas fotogeológicos com as respectivas seções. A primeira imagem é uma região de rochas horizontalizadas, medianamente fraturadas (figura 4.38). A segunda imagem é um relevo contendo uma sequência de dobramentos anticlinais e sin- clinais (figuras 4.39 e 4.40). A terceira imagem é uma região de uma tectônica mais complexa, onde foi identificado um dobramento sinclinal (com algumas falhas de baixo ângulo em seu interior). Na 136 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica mesma foto foi interpretada uma falha transcorrente truncando o flanco direito da dobra (figuras 4.41 e 4.42). Posteriormente, trabalhos de campo irão verificar as relações entre o mapa fotolitoló- gico e a geologia da área. Figura 4.38 Mapa fotogeológico: (a) parte de uma fotografia aérea (município de Palmeira – PR) contendo rochas se- dimentares horizontalizadas (escala 1:25.000); (b) principais elementos fotolitológicos: alinhamentos negativos (em vermelho) e quebras topográficas, negativas (em azul) e positivas (em marrom), traçadas de forma contínua quando bem definidas e tracejadas quando aproximadas; (c) mapa fotolitológico. As cores são aleatórias e representam dife- rentes zonas fotolitológicas; (d) seção geológica esquemática. 137 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Figura 4.39 Fotoanálise e fotointerpretação: (a) parte de uma fotografia aérea (escala aproximada 1:80.000) mostrando uma sequência de camadas inclinadas e dobradas (município de Cáceres – MT); (b) principais elementos fotolitológicos traçados: lineações positivas (em marrom), lineações negativas em feixe (em azul) e em série (em vermelho) e quebras topográficas negativas (em azul). O traçado dessas quebras levou em consideração as diferenças existentes entre a textura e (ou) forma de encosta; (c) interpretação dos elementos fotolitológicos identificados. As lineações e alinhamentos em arco, tanto positivas como negativas, mostram as atitudes aproximadas das camadas (Regra dos Vs). As quebras topográficas negativas representam os limites entre unidades fotolitológicas distintas (em verde). Com essas informações, foi possível interpretar a presença de diferentes unidades litológicas e uma sequência de dobramentos anticlinais e sinclinais (eixo das dobras em laranja). 138 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Figura 4.40 Mapa fotogeológico: (a) imagem parcial de uma fotografia aérea; (b) mapa fotogeológico elaborado a partir da análise e interpretação da imagem. As feições em arco representadas no mapa indicam as atitudes das camadas; as cores correspondem às diferentes zonas fotolitológicas e os eixos, aos diferentes tipos de dobramentos; (c) seção geológica esquemática A-B. 139 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Figura 4.41 Fotoanálise e fotointerpretação: (a) parte de uma fotografia aérea (escala 1:60.000) mostrando uma sequência de camadas dobradas e falhadas (município de Cáceres – MT); (b) principais elementos fotogeológicos traçados: lineações em feixe positivas (em marrom) e negativas (em azul), lineações em série negativas (em vermelho), quebras topográficas de relevo positivas (em marrom) e negativas (em azul); (c) os arcos marcados na imagem indicam as atitudes das camadas (regra dos Vs). As quebras negativas, as mudanças bruscas na direção das lineações em feixe e das texturas presentes na imagem, auxiliaram na definição dos limites (em verde) das diferentes zonas fotolitológicas. O truncamento de algumas dessas zonas, bem como a mudança no sentido de mergulho e (ou) direção das lineações em feixe, indicam a presença de tectonismo no local. 140 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Figura 4.42 Mapa fotogeológico: (a) parte da imagem de uma fotografia aérea; (b) mapa fotogeológico elaborado a partir da análise e interpretação da imagem. As feições em arco representadas no mapa indicam as atitudes das camadas; as cores correspondem às diferentes zonas fotolitológicas. Essas informações embasaram a interpretação e traçado das falhas (em vermelho) e do dobramento (eixo da dobra em marrom); (c) seção geológica esquemática A-B. 141 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Apêndice Conceitos de fotoanálise aplicados à drenagem Na metodologia de extração de uma rede de drenagem a partir de imagens aéreas, devem ser traçados todos os elementos, desde os de primeira ordem. Entende-se como de primeira ordem, os primeiros e menores sulcos de escoamento superficial, perenes ou não. “O simples fato do aluno de geologia ou profissional da área traçar a rede de drenagem a partir de uma fotografia aérea, já se torna importante, na medida em que os elementos vão sendo iden- tificados, principalmente cristas e vales, criando uma imagem tridimensional do relevo para o fotointerprete” (Alberto Pio Fiori10). Esse procedimento poderá fornecer informações relevantes, principalmente no auxílio da identificação das variações litológicas e estilo estrutural de uma área, especialmente em regiões onde a presença de vegetação seja acentuada, dificultando a visualização do relevo. Um elemento importante é o padrão ou textura da drenagem11, ou seja, a forma ou arranjo de como os elementos texturais estão dispostos. Para realçar as propriedades mais importantes a serem analisadas e (ou) diminuir eventuais erros no traçado, aconselha-se reduzir o calque (transparência) da drenagem originalmente traçada em até 70%. Esse procedimento normalmente é feito com auxílio de cópia reduzida (xerox). Sobre essa redução, normalmente apresentada em papel branco, são feitos os procedimentos inerentes à análise e interpretação. Sistemática A sistemática deste método consiste no traçado das lineações e alinhamentos, da análise das assimetrias12, na identificação, separação e classificação das zonas homólogas, e, posteriormente, na atribuição do significado geológico. Essa sistematização segue principalmente as ideias de Soares e Fiori13 (1976), com adaptações. Para exemplificar esses conceitos foi selecionado um conjunto de fotografias aéreas em uma região onde predominam rochas metamórficas de baixo grau. 10 Professor do Departamento de Geologia da Universidade Federal do Paraná. 11 Esses e outros conceitos relativos à fotointerpretação estão relacionados no início deste capítulo. 12 As assimetrias de drenagem, quando possíveis de serem analisadas, são mais bem verificadas em terrenos pouco dobrados. 13 Diversos fragmentos textuais e exemplos são retirados dessa publicação, com autorização dos autores. 142 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica A partir dessas imagens foi traçada a rede de drenagem na porção central da fotografia aérea (figura 4.43). ● Lineações Os segmentos menores de drenagem, retilíneos, normalmentevariando entre três e dez milí- metros de comprimento na escala adotada, são caracterizados como lineações, podendo ser classifi- cados como lineações em feixe ou em série. As lineações em feixe14, normalmente mais importantes, porém nem sempre evidentes, se caracterizam por uma disposição mais paralela e de continuidade longitudinal. Por serem elementos normalmente mais curtos, direcionados e paralelos entre si, estão rela- cionados ao acamamento ou foliação das rochas, dessa forma, costumam estar posicionados paralela- mente à direção das principais zonas homólogas de drenagem (figura 4.44). As lineações em série15, também denominadas transversais, são normalmente multidirecio- nais, espaçadas e irregulares e, quase sempre, dispostas em ângulo em relação à direção das lineações em feixe ou das zonas homólogas. Estão relacionadas com fraturas e (ou) falhas (figura 4.45). 14 Para representar uma lineação em feixe é indicado que ela tenha no mínimo três milímetros na escala adotada. 15 Para representar uma lineação em série é indicado que ela tenha no mínimo cinco milímetros na escala adotada. Figura 4.43 Rede de drenagem elaborada a partir de fotografias aéreas na escala 1:25.000 (município de Colombo – PR). Este desenho foi reduzido em relação à transparência original em torno de 40%. 143 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Figura 4.44 Lineações em feixe: (a) desenho esquematizando o conceito dessas lineações (em azul). Observar que elas estão estruturadas ao longo de uma determinada direção (NE) e com paralelismo marcante; (b) subdivisão da rede de drenagem em seis faixas distintas com base na maior ou menor exposição dessas lineações. Todas as lineações em feixe, marcadas em azul, encontram- se direcionadas para nordeste. Figura 4.45 Lineações em série: (a) desenho esquematizando o conceito das lineações em série, que, ao contrário das lineações em feixe, normalmente estão presentes em maior quantidade, são irregulares, dispostas nas mais diversas direções (normalmente com uma ou duas direções preferenciais); (b) representação dos principais segmentos de drenagem em série (em vermelho), com uma tendência de direção para noroeste, principalmente na faixa central do traçado (A). 144 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica ● Alinhamentos Os segmentos de maior extensão longitudinal, retilíneos ou em arco, constituem os alinha- mentos de drenagem, que, da mesma forma, podem ser definidos como em feixe, quando paralelos às lineações em feixe, ou em série (figura 4.46.a). Outros alinhamentos são importantes e, caso ocor- ram, devem ser marcados, como por exemplo, os alinhamentos de nascentes de primeira ordem16 (figura 4.46.b) e (ou) de cotovelos de drenagem (figuras 4.47). 16 Nascente é o lugar onde o canal se inicia e, para ser de primeira ordem, não deve correr nenhuma junção de outro rio ou tributário. Figura 4.46 Exemplos de alinhamentos: (a) em feixe (azul) e em série (vermelho); (b) de nascentes de primeira ordem (marrom). Calque ou transparência original reduzido 50% em relação ao tamanho original. 145 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Na análise de uma rede de drenagem deve-se utilizar as cores apropriadas para representar todos os elementos identificados, como por exemplo, azul para as lineações e alinhamentos em feixe; vermelho para as lineações e alinhamentos em série ou transversais; marrom para os alinhamen- tos de nascentes e (ou) de cotovelos e o verde para os limites das zonas homólogas. ● Zonas homólogas As zonas homólogas de drenagem são constituídas por elementos texturais, com formas e pro- priedades semelhantes, e que se repetem ao longo de uma determinada faixa17 (figuras 4.47 e 4.48). Nesse processo, são importantes os alinhamentos de drenagem, de nascentes e (ou) de cotovelos, que normalmente constituem limites entre diferentes zonas homólogas. Figura 4.47 Rede de drenagem: (a) traçado esquemático de uma drenagem; (b) representação dos alinhamentos de nascentes (1), de cotovelos (2) e de drenagem (3); (c) indicação das zonas homólogas de drenagem (A,B,C) e seus respectivos limites (em verde). 17 Para caracterizar uma zona homóloga de drenagem é aconselhável que ela contenha um mínimo de quatro elementos texturais. Figura 4.48 Identificação das principais zonas homólogas de drenagem, considerando as repetições e (ou) semelhanças dos elementos texturais ao longo de uma faixa. Os limites foram traçados em verde (traço contínuo quando melhor definido e tracejado quando menos evidente). 146 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica As zonas homólogas podem ser classificadas conforme a densidade, a forma, a tropia e, por último, pela densidade das lineações transversais ou em série (nessa ordem), onde, cada uma dessas propriedades é classificada com as letras A, M, B, que significam, respectivamente: A – alta; M – mo- derada; B – baixa. A densidade de drenagem é dada pelo maior ou menor número de elementos de drenagem em uma determinada área. É um parâmetro relativo a cada área de estudo (figura 4.49). A segunda propriedade utilizada na classificação está diretamente relacionada com a forma de como os elementos de drenagem se encontram. Conforme a geometria dessa junção, podemos classificar as zonas homólogas como alta (α1 = ângulos superiores a 90 graus), moderada (α2 = ângulos próximos a 90 graus) ou baixa (α3 = ângulos inferiores a 90 graus), conforme pode ser observado na figura 4.50. A tropia reflete a propriedade dos elementos de drenagem orientarem-se segundo tendências ou direções. Ela é considerada alta quando existe uma forte orientação das lineações em feixe em uma determinada direção. À medida que essa orientação fica menos evidente e (ou) em menor nú- mero, a tropia, da mesma maneira, se classifica, respectivamente, como moderada ou baixa (figura 4.51). Alta – A tropia alta – A densidade alta – A Moderada – M tropia moderada – M densidade moderada – M Baixa – B tropia baixa – B densidade baixa – B Figura 4.49 Diferentes densidades de drenagem. Figura 4.50 Classificação das diferentes formas de drenagem. Figura 4.51 Classificação das diferentes tropias de drenagem levando em consideração a quantidade e, principalmente, a orientação das lineações em feixe. 147 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica A última classificação leva em conta somente a densidade das lineações em série ou transver- sais (figura 4.52) e, a exemplo das outras propriedades, também são classificadas como alta, moderada ou baixa. Dessa forma, com base nessas propriedades e nos diferentes padrões texturais, podemos indivi- dualizar e classificar as diferentes zonas homólogas existentes em um traçado da rede de drenagem, como pode ser observado na figura 4.53. As assimetrias de drenagem, principalmente em regiões onde o caimento das camadas é baixo, podem indicar os mergulhos das camadas. Essa propriedade é verificada pela diferença de densidade, extensão e angularidade dos afluentes, entre os dois lados de um alinhamento negativo e que para ele convirjam. Podem ser classificadas como forte, quando as três características se diferenciarem; modera- da, quando a drenagem se diferenciar por apenas duas características e fraca quando se diferenciar somente com uma característica. Quando as drenagens forem simétricas, a assimetria é nula (figura 4.54). densidade alta – A densidade moderada – M densidade baixa – B Figura 4.52 Classificação da densidade das lineações em série. Figura 4.53 Exemplo de classificação de zonas homólogas: A = AMAA (A = densidade alta; M = forma moderada; A = tropia alta; A = densidade de lineações tranversais alta); B = BMBB (B = densidade baixa; M = forma moderada; B = tropia baixa; B = densidade de lineações tranversais baixa); C = AMAM (A = densidade alta; M= forma moderada; A = tropia moderada; M = densidade de lineações moderada alta); D = MAMM (M = densidade moderada; A = forma alta; M = tropia moderada; M = densidade de lineações tranversais moderada). 148 Fotointerpretação de Relevo Aplicada à Cartografia Geológica Figura 4.54 Assimetrias de drenagem ao longo de um alinhamento negativo. (a) assimetria forte (densidade, extensão e angularidade diferentes); (b) assimetria moderada (densidade e extensão diferentes); (c) assimetria baixa (extensão diferente); (d) assimetria nula ou simétrica (densidade, extensão e formas similares). A representação da assimetria (indicação do mergulho da camada) é marcada próximo ao ali- nhamento negativo, no sentido do fluxo das drenagens mais longas (figuras 4.54 e 4.55). A análise de simetria só deve ser feita quando houver drenagem em ambos os lados de um determinado ali- nhamento. Figura 4.55 Relação entre camadas dobradas e suas respectivas assimetrias de drenagem. A direção do mergulho das camadas (a) é indicada pelo sentido de escoamento dos rios maiores (b).
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