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Projeções estereográficas Apresentação A projeção estereográfica representa um gráfico do hemisfério inferior para o qual uma variedade de dados geológicos pode ser plotada. As projeções estereográficas são usadas em muitos ramos diferentes de geologia e podem ser usadas de várias maneiras, além daquelas que serão discutidas aqui. A projeção envolve plotar dados 3D (planares ou linear) em uma superfície 2D (estereografa), onde podem ser manipulados e interpretados. Imagine uma esfera com linhas de latitude e longitude marcadas nela. Um estereograma é o plano de projeção da metade inferior dessa esfera, ou seja, é um gráfico do hemisfério inferior. Nesta Unidade de Aprendizagem, você irá conceituar o que são projeções estereográficas e aprenderá como é possível construí-las, além de aplicar essas ferramentas para caracterizar formações rochosas. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Conceituar projeções estereográficas.• Construir projeções estereográficas.• Aplicar projeções estereográficas para caracterizar formações rochosas.• Desafio Os problemas geológicos que podem ser resolvidos usando a rede estereográfica são muito variados. É possível representar graficamente as orientações de qualquer plano ou linha estrutural e as suas relações podem ser obtidas como interseção de planos, planos bissetoriais, ângulos entre planos, ângulos entre linhas, ângulos entre linhas e planos, rotação de planos, rotação de linhas, etc. Com base no contexto apresentado, deve-se considerar a seguinte situação: Buscando entender a distribuição tridimensional da estrutura, defina em um estereograma a marcação dessa estrutura, bem como o polo dela. Infográfico A projeção estereográfica é comparável a outras projeções utilizadas para a construção de mapas (projeções cartográficas), nas quais os atributos ou as características geológicas e/ou topográficas da superfície da Terra são representados no plano da simbologia convencional. A projeção estereográfica também é uma projeção de azimute, ou seja, qualquer ponto na superfície de uma esfera é projetado em um plano a partir de um ponto fixo. Neste Infográfico, você vai compreender um pouco mais sobre o conceito das projeções estereográficas. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Conteúdo do livro A projeção estereográfica significa representar recursos lineares e planares em um diagrama bidimensional. A orientação de um plano é representada pela imaginação do plano que passa através do centro de uma esfera. A linha de interseção entre o plano e a esfera representará um círculo, e este é formalmente conhecido como um grande círculo. As relações entre planos e linhas estruturais podem ser analisadas aplicando métodos baseados na geometria descritiva. No entanto, uma maneira alternativa é usar a projeção estereográfica, por meio da qual é possível representar orientações tridimensionais em duas dimensões, dezenas ou centenas de orientações de planos, linhas ou planos e linhas. No capítulo Projeções estereográficas, da obra Geologia estrutural, você conceituará as projeções estereográficas, aprenderá como podem construí-las, bem como irá aplicá-las no reconhecimento das principais estruturas das formações rochosas. Boa leitura. GEOLOGIA ESTRUTURAL Márcio Fernandes Leão Projeções estereográficas Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir projeções estereográficas. Desenvolver projeções estereográficas. Aplicar projeções estereográficas para caracterizar formações rochosas. Introdução A projeção estereográfica soluciona facilmente questões e proble- mas por meio de relações angulares entre linhas e planos no espaço, usando uma projeção de uma esfera sobre um plano, neste caso, em duas dimensões com as técnicas tradicionais (manuais), mas também em duas ou mesmo três dimensões, com sistemas computacionais (software de projeção 2D e 3D). A geologia e suas aplicações, como a geologia de engenharia, utilizam a projeção estereográfica como solução para estabilidade de taludes, mapeamento geológico super- ficial e subsuperficial, mineração, entre outros. É aplicada na análise de descontinuidades planares (falhas, fraturas, dobras, etc.) e lineares (lineações, eixos de dobra, etc.). Neste capítulo, você vai estudar sobre projeções estereográficas, lendo sobre sua construção e aplicação na caracterização de formações rochosas. 1 O que são projeções estereográficas? As relações entre planos e linhas estruturais podem ser analisadas com a aplicação de métodos de geometria descritiva, mas uma alternativa é usar a projeção estereográfi ca. Por meio dessas projeções e de um único diagrama, é possível representar orientações tridimensionais em duas dimensões e dezenas ou centenas de orientações de plano, de linha ou de plano e linha (DAVIS, 1984). A projeção estereográfica é comparável a outras projeções utilizadas para a construção de mapas (projeções cartográficas, por exemplo), nas quais os atributos ou as características geológicas e/ou topográficas da superfície da Terra são representados no plano da simbologia convencional. Os problemas de geologia estrutural que podem ser resolvidos usando a rede estereográfica são muito variados, entre eles estão a representação gráfica das orientações de qualquer plano ou de linha estrutural e a obtenção de suas relações, como os seguintes: interseção de planos; interseção de planos bissetoriais; interseção de ângulos entre planos; interseção de ângulos entre linhas; interseção de ângulos entre linhas e planos; rotação de planos; rotação de linhas. Em relação às dobras, por exemplo, com a projeção estereográfica é possível visualizar a direção e o mergulho dos flancos de um diagrama e obter como resultado a orientação média de cada flanco, a linha de charneira, o plano de charneira, o ângulo entre os flancos, a direção dos esforços que os originaram, entre outros; em relação às falhas, as orientações dos planos e as ranhuras de falhas podem ser representadas. As fraturas podem ser analisadas pelo gráfico de suas orientações com a rede estereográfica e podem ser obtidas informações da família ou das famílias predominantes. Além disso, essas projeções podem ser utilizadas para analisar as orientações de superfícies de foliação, de clastos imbricados contidos em superfícies de camadas, de linhas minerais, etc. A importância da rede estereográfica não se limita ao estudo das relações geométricas entre planos ou linhas estruturais originadas pela deformação das rochas, mas também fornece elementos suficientes para identificar as características de orientação das tensões que as originaram (GHOSH, 1993). Projeções estereográficas2 Para entender a projeção estereográfica, observe a Figura 1, que apresenta um bloco esquemático com um plano estrutural inclinado da posição Sul (S) 30º Leste (E) com inclinação de 60º para Sudoeste (SW). Figura 1. Projeção de qualquer plano estrutural. Fonte: Adaptada de Rubillar (1999). Se transferirmos o plano S30°E 60°SW para uma esfera, a interseção desse plano com a esfera formará um círculo, que pode ser projetado no plano horizontal (plano de projeção) por meio de seu traçado ciclográfico visto do zênite, como mostrado na Figura 2a, a seguir. Para representar a orientação e a inclinação desse plano em duas dimensões existem duas opções: usar o hemisfério superior ou o inferior. Nos dois casos, o plano inclinado pode ser projetado no plano de projeção, como mostra a Figura 2b, em que é observada a projeção no hemisfério inferior. Na geologia estrutural, é comumente usada a projeção de planos inclinados no hemisfério inferior, que é representada no plano horizontal ou no equatorial ou no plano de projeção estereográfica, como mostra a Figura 2c. A direção desenhada é a projeção estereográfica do plano S30°E 60°SW. 3Projeçõesestereográficas Figura 2. (a) Projeção de qualquer plano estrutural. (b) Projeção de um plano inclinado. (c) Representação do plano no plano equatorial ou de projeção estereográfica. Fonte: Adaptada de Rubilar (1999). A projeção estereográfica é uma das muitas formas de projeção utilizadas para representar a esfera sobre um plano. Para ajudar o entendimento e a visualização desse método e considerando as Figuras 2a e 2b, vamos imaginar as seguintes situações: uma esfera oca com um plano diametral horizontal transparente; um local para visualização no polo superior em um ponto localizado no zênite; um plano inclinado que passa pelo centro da esfera Projeções estereográficas4 com atitude Norte (N) 450 Oeste (W)/450SW. Esse plano irá seccionar a esfera segundo um círculo. Com o olho no zênite, o plano inclinado é visto interceptar duas superfícies, ou seja, o plano horizontal, cuja interseção é a direção do plano, e a superfície lateral da esfera, onde a interseção se faz segundo um grande círculo. Na rede estereográfica, um plano estrutural pode ser representado por meio de seu traçado ciclográfico ou de seu polo. Essa representação não é a projeção do plano, mas a projeção de uma linha perpendicular ao plano que passa pelo centro da esfera. A projeção polar é muito útil para lidar com dezenas ou centenas de dados (KULLBERG, 1995). Na geologia estrutural, é possível usar vários tipos de estereodiagramas, mas os mais práticos são o estereográfico Sul de ângulo igual ou a rede de Wulff (Figura 3a), em que as relações angulares são mantidas iguais; e o estereodiagrama da mesma área ou da rede de Schmidt (Figura 3b), em que as áreas são mantidas inalteradas. Este último é muito prático para lidar com um grande número de polos planos ou de linha e requer contagem estatística, pois se houver dispersão, a avaliação e a interpretação se tornam muito difíceis. O método utilizado é o chamado diagrama de contorno, no qual a densidade estatística é determinada, ou seja, o número de pontos encontrados em uma determinada área por meio do falsificador de contagem Kalsbeek (Figura 3c). Com isso, é obtida a média de cada orientação da superfície estrutural es- tudada, que pode ser analisada por meio de gráficos na rede de Wulff ou no estereodiagrama de Schmidt. 5Projeções estereográficas Figura 3. (a) Rede de Wulff. (b) Rede de Schmidt. (c) Falsificador de Kalsbeek. Fonte: Adaptada de Rubillar (1999). Na rede de Wulff, as projeções das áreas dos setores definidos pelos círculos máximo e mínimo são fortemente deformadas nas bordas em relação ao centro. Quando a projeção é feita a partir de numerosos polos, essa distorção impede a fácil visu- alização da distribuição dos polos e dificulta a contagem para a determinação da concentração. Já a rede de Schmidt-Lambert ou de igual área (a área é a mesma Projeções estereográficas6 2 Construção de projeções estereográficas Visualize uma esfera e corte a metade superior. Se você olhar diretamente para o eixo vertical do hemisfério, ele parecerá bidimensional. Quando você faz isso, está basicamente projetando o hemisfério 3D em um círculo bidimen- sional. Uma vez que essa projeção seja incorporada à sua mente, tudo o mais se encaixará. A projeção estereográfi ca tem relação com a representação de planos (planos de acamamento, foliação, falhas, feições cristalinas) e linhas (direções de mergulho e mergulho, eixos de dobras, lineações) no círculo 2D. Na geologia, sobrepomos a projeção 2D com uma grade de meridianos ou grandes círculos (análogos às longitudes), e paralelos ou pequenos círculos (análogos às latitudes). Assim, todos os pontos da bússola são representados em uma grade de ângulo igual, onde meridianos e paralelos se cruzam em ângulos retos. Na Figura 4, é possível observar as duas condições extremas de projeção: a circunferência é realmente o grande círculo de um plano horizontal e o oposto é uma linha reta que passa pelo centro que é a projeção de um plano vertical de imersão. Assim, mergulhos rasos tendem para a circunferência. Tente visualizar isso imaginando a grande mudança de círculo à medida que o plano gira da vertical para a horizontal na vista 3D. Na prática, usamos uma sobreposição transparente presa ao centro do estereograma e giramos a sobreposição de acordo com a orientação de linhas e planos. dentro de cada equilátero) consiste, basicamente, na projeção de metade do globo terrestre sobre um plano que passa pelo centro da esfera terrestre e contém os polos Norte e Sul. Os meridianos da longitude representam uma família de grandes círculos formados por uma série de planos separados de 2 em 20, cada um dos quais passando pelo centro e pelos dois polos, Norte e Sul. Os paralelos da latitude representam uma família de pequenos círculos, também separados de 2 em 20, formados pela interseção de planos paralelos ao plano do Equador e perpendiculares ao eixo Norte-Sul (NS), descrevendo semicírculos na semiesfera (LEYSHON; LISLE, 1996). 7Projeções estereográficas Figura 4. Sequência de marcação de estruturas geológicas em um estereograma. Fonte: Adaptada de Rubillar (1999). Para facilitar o entendimento da técnica citada, é necessário definir alguns termos geométricos, os quais (PASSCHIER; TROUW, 1996): Direção do plano: é dada pela linha de interseção (LI) do plano in- clinado em questão com o plano horizontal de referência. É tomada sempre em relação ao Norte, variando de zero a 90° para E ou para W. Se comparada com as coordenadas topográficas, a direção seria o rumo, tomado sempre a partir do Norte. É representado pelo ângulo beta (β) na Figura 5a. Inclinação (ou mergulho do plano): é dada pela reta de máxima incli- nação (RMI) do plano em questão. É o valor do ângulo entre o plano horizontal de referência e a RMI do plano. A reta que define a máxima inclinação é perpendicular à direção do plano. O valor da inclinação de Projeções estereográficas8 um plano vai de zero a 90°, em que zero grau é o próprio plano horizontal e 90° o plano vertical. Na Figura 5a, é representada pelo ângulo alfa (α). Direção de inclinação: é dada pela projeção da reta de máximo declive do plano inclinado, no plano horizontal de referência. É o valor do ângulo formado entre o Norte e a projeção da reta de inclinação do plano. É medida sempre a partir do Norte no sentido horário, variando de zero a 360°. Se comparada com coordenadas topográficas, a direção de inclinação seria o azimute da inclinação, contado sempre do Norte, no sentido horário. A reta que define a direção de inclinação também é perpendicular à direção do plano. Na Figura 5a, é representada pelo ângulo gama (γ). Atitude de um plano: é o termo que descreve a orientação de um plano pertencente a um maciço terroso ou rochoso, usualmente referenciada à direção, à inclinação e à direção de inclinação. A atitude de um plano tem duas nomenclaturas — a nomenclatura americana, que fornece a direção e a inclinação do plano, e a nomenclatura europeia, que fornece a inclinação do plano e a direção de inclinação. Nomenclatura americana Nomenclatura europeia a.1 — N60°E/30° Sudeste (SE) b.1 — 150°/30° a.2 — N60°E/30° Noroeste (NW) b.2 — 330°/30° a.3 — N80°W/52° Nordeste (NE) b.3 — 010°/52° Nos exemplos a.1, a.2 e a.3, apresentados na Figura 5b e referentes à no- menclatura americana, na inclinação do plano, deve-se indicar o quadrante em que o plano mergulha. No caso do plano com direção N60°E, tanto pode inclinar-se para o quadrante SE quanto para o quadrante NW. Isso já não ocorre na nomenclatura europeia, pois a projeção da direção de inclinação já indica o quadrante em que o plano mergulha. Como a nomenclatura da atitude de um plano é questão de preferência do usuário, é possível dizer, então, que um 9Projeções estereográficas mesmo plano pode ser representado pelas duas formas. Para isso, é necessário apenas transformar a terminologia. Na Figura 5b, pode-se verificar que os exemplosa.1 e b.1 referem-se a um mesmo plano; assim como os exemplos a.2 e b.2 e a.3 e b.3. Figura 5. (a) Definição de termos geométricos. (b) Representação de planos segundo as nomenclaturas americana e europeia. Fonte: Adaptada de Park (1997). Projeções estereográficas10 A transformação de nomenclatura citada é muito fácil de ser executada, é necessário apenas que as definições de cada termo geométrico sejam conhecidas e que sejam seguidos alguns itens, que são: o valor da inclinação é o mesmo para qualquer nomenclatura, basta apenas indicar o quadrante de mergulho para a terminologia americana; a direção do plano é marcada diametralmente em linha cheia a partir do Norte, para Leste ou para Oeste, sempre de forma perpendicular à direção de inclinação; a direção de inclinação é marcada de forma pontilhada só no quadrante devido, contando a partir do Norte, no sentido horário. É sempre perpendicular à direção do plano, sendo traçada de maneira pontilhada no respectivo quadrante. A linha que define a direção do plano é o diâmetro horizontal do traço desse grande círculo que o divide em dois semicírculos simétricos, um no hemisfério superior e outro no hemisfério inferior. Em virtude dessa simetria, é necessá- ria apenas uma semiesfera para a representação das feições estruturais. Em geologia de engenharia, convencionou-se a utilização da semiesfera inferior (PRICE; COSGROVE, 1990). A projeção da interseção do grande círculo do plano sobre o plano horizontal é o estereograma. A atitude de um plano também pode ser definida pelo polo do plano. A reta que passa pelo centro de forma perpendicular ao plano e intercepta a esfera em dois pontos diametralmente opostos é denominada polo do plano. Assim, o polo pertence a uma reta que é perpendicular è reta que define a inclinação do plano (Figura 6). Figura 6. Definição do polo de um plano. Fonte: Adaptada de Park (1997). 11Projeções estereográficas O Quadro 1 apresenta os passos a serem seguidos para a construção do plano (β). Nomenclatura americana Nomenclatura europeia Girar a folha transparente para o lado contrário do dado pela direção, no valor de sua direção. Procurar o quadrante do mergulho no diâmetro Leste/Oeste. Traçar o meridiano correspondente de Norte a Sul e preencher o seu diâmetro Da borda para o centro conta o valor do mergulho. Voltar o papel transparente à posição original e definir o plano. Identificar, sobre a folha transparente, o valor da direção de inclinação do plano, contado a partir do Norte, no sentido horário (marcar esse ponto). Girar a folha transparente de modo a situar o ponto indicado do passo anterior sobre o eixo Leste/Oeste. Contar o valor da inclinação do plano sobre ele mesmo, da borda para o centro, determinando o meridiano. Traçar o meridiano correspondente de Norte a Sul e preencher o seu diâmetro, voltando o papel transparente à posição original, ficando definido o plano. Quadro 1. Construção do plano (β) de acordo com as nomenclaturas americana e euro- peia 3 Caracterização de maciços rochosos e aplicação das projeções estereográficas A representação de um plano em projeção estereográfi ca segundo o seu polo (Figura 7) é denominado diagrama π (pi). Toda a sequência descrita para o traçado do polo é executada sobre o papel transparente. Após seguir essa sequência, basta que, a partir desse ponto (meridiano), se determine outro ponto, também sobre o eixo Leste/Oeste, distanciado de 90°. Esse ponto é defi nido como polo do plano, pois se o polo por defi nição é pertencente à reta perpendicular ao plano que passa pelo centro da esfera, as projeções também o serão. As vantagens da utilização da representação dos planos segundo o diagrama π (pi), fundamentam-se principalmente na facilidade de sua deter- minação, na não existência de muitos traços que criam confusão na plotagem Projeções estereográficas12 de muitos planos e, mais ainda, na análise estatística estrutural, feita também sobre os planos plotados (TWISS; MOORES, 1992). Quando a inclinação de um plano é definida, sabe-se que ela se refere à inclinação verdadeira, que é a reta de máximo declive ou de máxima incli- nação do plano. Essa RMI é, por definição, perpendicular à direção do plano (WILSON, 1982). Logo, só existe uma inclinação verdadeira; no entanto, existem várias inclinações aparentes ou não verdadeiras dadas por retas não perpendiculares à direção e, por sua vez, que formam ângulos menores do que a inclinação real do plano. Por meio de um simples procedimento, o processo de projeção estereográfica também permite a determinação de inclinações aparentes, segundo várias retas que formam vários ângulos com a direção do plano em questão. Os passos para a determinação da inclinação aparente são os seguintes: 1. Projetar o plano inclinado com base na nomenclatura em que foi conce- bido, voltando, em seguida, com a folha transparente à posição inicial. 2. Traçar a reta que define a direção sobre a qual se pretende obter a inclinação aparente, de modo que o grande círculo do plano inclinado projetado seja interceptado. 3. Girar o papel transparente até colocar a interseção do item 2 sobre o eixo E/W. 4. Ler a posição dessa interseção sobre a linha E/W, contando da parte externa da rede para a parte interna. Dois planos quaisquer que se interceptam em um maciço rochoso deter- minam uma reta (linha) interseção que define a atitude da cunha formada pelos dois planos (Figura 7). Em formações rochosas, é possível determinar a inclinação verdadeira por meio de duas inclinações aparentes. A nomencla- tura utilizada para a reta de interseção entre dois planos é apenas a europeia. Assim, na projeção de uma reta qualquer, ficam definidos o valor da direção de inclinação, a direção da reta em relação ao Norte, e o valor da inclinação, o ponto do eixo E/W, que localiza de forma gráfica a reta dada na rede de projeção. Para isso, os passos a serem seguidos são: Plotagem das retas na rede de projeção: marcar o valor da direção de inclinação sobre o contorno da rede e, depois, situar essa marca sobre o eixo E/W. De fora para dentro sobre o eixo E/W, o valor da inclinação é contado e um ponto é obtido. 13Projeções estereográficas Determinação da inclinação verdadeira do plano: girar o papel trans- parente sobre a rede de projeção até que os dois pontos fiquem sobre o mesmo meridiano. Traçar esse arco e ler sobre o eixo E/W o valor da inclinação verdadeira. Ao voltar a folha transparente à posição original, é possível ler o valor da direção de inclinação verdadeira da reta de máxima inclinação. Figura 7. Definição do polo de um plano. Fonte: Adaptada de Park (1997). Outro elemento que pode ser definido é a atitude da reta. Ela pode ser obtida de duas maneiras, as quais: Por meio da interseção: encontrar o ponto de interseção dos dois planos, em seguida, rotacionar da folha transparente até posicionar a interseção dos dois grandes círculos sobre a linha E/W da rede de projeção. Uma vez executada essa etapa, é necessário apenas medir a inclinação a partir da parte externa da rede para o centro. Para medir o valor da direção de inclinação da reta de interseção, gira-se o papel transparente para a posição inicial (polos coincidentes), dessa forma, é possível ler o valor do ângulo no sentido horário a partir do Norte. Por meio dos polos: girar o papel transparente que contém os dois polos até que ambos fiquem posicionados sobre o mesmo meridiano da rede de projeção. Esse grande círculo define um plano que contém os dois polos. Determina-se o polo, que é o ponto de interseção dos dois grandes círculos, desse plano que contém os dois polos, Projeções estereográficas14 medindo-se, em seguida, a inclinação do plano, que é o polo sobre a linha E/W da rede de projeção. Para medir o valor da direção de inclinação da reta de interseção, deve-se girar o papel transparente para a posição inicial, e, no sentidohorário, a partir do Norte, conta- -se o valor do ângulo. O ângulo diedro é a abertura da cunha formada pela interseção dos dois planos. Somado à atitude da reta interseção, esse ângulo define o volume de material que constitui a cunha. É medido entre as retas normais aos dois pla- nos, as quais definem os respectivos polos dos planos. Logo, é preciso apenas determinar o ângulo formado entre os dois polos, seguindo os seguintes passos: a) girar o papel transparente até que os dois polos sejam posicionados sobre um mesmo meridiano da rede de projeção; b) contar as divisões dos paralelos existentes entre os dois polos para determinar o ângulo. No exemplo apresentado na Figura 8, a orientação de um plano de acamamento de uma formação rochosa é plotado em uma sobreposição como um grande círculo. Com o grande círculo fixado em N, deve-se contar 90° ao longo do eixo W/E, passando pelo centro do estereograma: esse ponto é o polo. Figura 8. Plotando o polo de um plano. Fonte: Adaptada de Rubillar (1999) . 15Projeções estereográficas Ainda é possível utilizar os estereogramas para avaliar o tipo de ruptura que uma dada formação rochosa possa vir a sofrer. Para isso, podemos usar diagramas de contorno dos polos que já aprendemos a plotar. Por serem estatísticas, essas análises de estabilidade não se prestam para projeto final de uma obra, mas sim, como análise preliminar, que vai indicar a necessidade ou não de estudos posteriores e os locais mais viáveis para a obra e aconselhar ou não estudos posteriores mais minuciosos de ensaios de laboratório e/ou de campo. Sem abordar detalhes acerca dos processos de instabilização, vamos mostrar os principais tipos de ruptura de taludes (Figura 9) relacionados com os diagramas de contorno, que são os seguintes: Ruptura planar: ocorre em material com estrutura de ampla orientação, tal como nos argilitos, nas ardósias e nos filitos. Para que ocorra esse tipo de ruptura o plano de ruptura deve interceptar a face do talude, portanto, o seu mergulho deve ser menor do que o da face do talude (ΨP φ) e a direção do plano deve ter até mais ou menos 30°com a direção do talude (Figura 9a). Ruptura em cunha: é aquela cujo deslizamento se dá ao longo da LI. Essa ruptura é originada pela interseção de duas descontinuidades (Figura 9b). Para que essa ruptura ocorra a direção da LI deve ser aproximadamente perpendicular (± 30°) à direção do talude; ainclinação da LI deve ser menor do que a inclinação do talude; a inclinação da LI deve ser maior do que o ângulo de atrito. Ruptura por tombamento: ocorre em rochas duras que podem formar estru- turas colunares, separadas por descontinuidades subverticais (Figura 9c). Para que ela ocorra, a direção do talude deve ter até mais ou menos 30° com a direção do plano de deslizamento e a inclinação do plano de fratura deve ser aproximadamente igual vertical ou mergulhada para dentro do talude. Ruptura circular: ocorre em solo superficial (de cobertura), em rocha alterada ou muito fraturada com padrão estrutural não identificável (Figura 9d). Não é possível fazer a análise dessa ruptura por intermédio de projeções estereográficas. Projeções estereográficas16 Figura 9. Rupturas em formações rochosas e representação no estereograma. Fonte: Adaptada de Mattauer (1973) . A projeção estereográfica é um método poderoso utilizado na resolução de problemas relativamente simples ou complicados — relacionados a mergulhos e direções de estruturas geológicas — e como uma ferramenta analítica para geologia estrutural mais complexa. Existem vários bons programas de software e aplicativos para automatizar projeções para 17Projeções estereográficas grandes conjuntos de dados. Entretanto, antes de mergulhar nessas fer- ramentas digitais, tente primeiro uma sobreposição simples; não há nada como uma abordagem prática para ajudar a estimular o entendimento da metodologia básica. DAVIS, G. H. Structural geology of rocks and regions. New York: Wiley, 1984. GHOSH, S. K. Structural geology: fundamentals and modern developments. Oxford: Pergamon, 1993. KULLBERG, M. C. Geologia estrutural: apontamentos. Lisboa: Universidade de Lisboa, 1995. LEYSHON, P. R.; LISLE, R. J. Stereographic projection techniques in structural geology. Oxford: Butterworth/Heinemann, 1996. MATTAUER, M. Les déformations des matériaux de l'écorce terrestre. Paris: Hermann, 1973. PARK, R. G. Foundations of structural geology. 3rd ed. Glasgow: Chapman & Hall, 1997. PASSCHIER, C. W.; TROUW, R. A. J. Micro tectonics. New York: Springer, 1996. PRICE, N. J.; COSGROVE, J, W. Analysis of geological structures. Cambridge: Cambridge University, 1990. RUBILAR, N. H. Geología estructural. Santiago (Chile): Ril Editores, 1999. TWISS, R. J.; MOORES, E. M. Structural geology. New York: Freeman, 1992. WILSON, G. Introduction to small-scale geological structures. Boston: Allen & Unwin, 1982. Projeções estereográficas18 Dica do professor Os dados de atitudes em cada flanco de uma dobra podem ser plotados como polos ao invés de grandes círculos nos estereogramas. Também podem ser localizados no mapa geológico os pontos de junta de cada camada. A linha que liga os pontos de charneira deve estar na superfície axial. No entanto, como a visualização do mapa é horizontal, essa linha corresponde à projeção da superfície axial, outra informação importante. O que não se sabe sobre essa estrutura é a orientação do eixo da dobra e o mergulho do plano axial. Nesta Dica do Professor, você aprenderá como representar as dobras nos estereogramas, bem como os tipos de dobras que se apresentam de forma distinta. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/0601c215d9383cf9126a373ac1efea26 Exercícios 1) Uma lineação de interseção de clivagem com uma foliação de 30/164 é observada em um plano de acamamento orientado em 080/30E. A mesma clivagem forma uma lineação de interseção 66/012 em uma superfície de junta vertical com tendência para 012. Com base no contexto apresentado, a orientação da clivagem seria: A) 170/80E. B) 120/50E. C) 110/10E. D) 170/50E. E) 1450/60E. 2) Um geólogo mediu as seguintes leituras de acamamento e clivagem para uma sequência de rochas calcárias e margas. Ele plotou os polos indicados a seguir dos seguintes acamamentos e clivagem: Acamamento: 100/10N; 170/26E; 146/17NE; 026/34NW; 066/12NW; 170/32E; 038/20NW; 052/15NW; 161/19E; 033/25NW Clivagem: 110/80N; 114/88N; 116/81N; 117/87NE Com base no contexto apresentado, pode-se afirmar que o eixo da dobra é: A) ~90/030. B) ~10/010. C) ~30/060. D) ~10/040. E) ~10/010. Carlos Henrique Realce Carlos Henrique Realce 3) Um geólogo mediu as seguintes leituras de acamamento e clivagem para uma sequência de rochas sedimentares, conforme a seguir: Acamamento 168/32W; 116/20SW; 052/44SE; 002/48W. Clivagem 024/82NW; 031/86SE; 026/90; 028/87SE. A direção da lineação formada pela interseção entre o acamamento e a clivagem é: A) ~50/308. B) ~20/108. C) ~60/108. D) ~10/208. E) ~20/208. Os planos são medidos usando a direção de strike/dip e a de dip direction. Exemplos de planos são: acamamentos, falhas, clivagem, planos axiais de dobras, etc. O strike é a linha da horizontal em um plano medido em graus a partir do Norte. O mergulho máximo de um plano é medido em graus a partir da horizontal. Essas estruturas podem ser representadas no estereograma, conforme o exemplo apresentado na figura: 4) Carlos Henrique Realce Com base no estereograma, podemos afirmar que esse corresponde ao plano: A) 117/33E. B) 127/43E. C) 340/33E. D) 187/23E. E) 210/33E. As lineações são medidas usando mergulho/azimute. Exemplos de lineações são: slickensides e slickenfibres em uma superfície de falha, eixos de dobra,lineação de alongamento mineral ou crista de ondulação. O mergulho de uma lineação é medido a partir da horizontal, variando entre 0-90°. Todavia, o azimute é a direção do mergulho, variando de 0-360°. O estereograma apresentado na figura apresenta uma lineação cuja medida de mergulho/azimute é: 5) Carlos Henrique Realce A) 35/75. B) 12/230. C) 79/300. D) 5/45. E) 90/360. Carlos Henrique Realce Na prática A projeção estereográfica é usada na geologia para decifrar as complexidades das rochas deformadas, observando as relações entre planos e estruturas lineares, suas tendências e relações angulares uma com a outra. Os dados são plotados em um estereograma como grandes círculos e pontos (redes Wulff e Schmidt). Um estereograma pode se tornar muito confuso onde há muitos dados, um verdadeiro labirinto aparentemente impenetrável de grandes círculos. É aqui que a representação dos polos dos planos ganha destaque. Este Na Prática apresentará um exemplo de quando há uma estrutura e se deseja representá-la no estereograma. Ao invés de marcar o grande círculo, pode-se representar apenas o seu polo, ou seja, um único ponto. Essa técnica facilita muito quando há um grande número de estruturas a serem plotadas em um estereograma. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/f3b5ee74-5d1e-40d7-b91f-1ea96617420b/f764a276-f17f-462e-968b-306526a55dfb.jpg Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Encontrar reta no estereograma Problemas de geologia estrutural que podem ser resolvidos usando a rede dos estereográficos são muito variados. Além disso, entre outras aplicações, eles podem ser analisados em orientações de superfícies de foliação, de clastos imbricados contidos em superfícies, estratificação, bandamentos minerais, etc. No vídeo a seguir, aprenda a definir, de maneira muito prática, uma reta no estereograma. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Encontrar um plano no estereograma É possível representar graficamente as orientações de qualquer plano ou linha estrutural, e suas relações podem ser obtidas como interseção de planos, planos bissetoriais, ângulos entre planos, ângulos entre linhas, ângulos entre linhas e planos, rotação do plano, rotação da linha, etc. Assim, no vídeo a seguir, você aprenderá a marcar qualquer tipo de plano geológico no estereograma. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Uso de software de projeção estereográfica como recurso para a aprendizagem significativa em um curso de engenharia de petróleo e gás Este artigo mostra um dos muitos programas que existem para a elaboração automática de estereogramas. https://www.youtube.com/embed/DmXRveFG2NQ https://www.youtube.com/embed/5--IwbzPw3g Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/td/article/view/8657549/21659