aula4 regime e processos de deformação

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GEOLOGIA ESTRUTURAL
Aulas 4
15/03/2007
Regimes e Processos de 
Deformação
REGIMES E PROCESSOS 
DE DEFORMAÇÃO
Conceitos Básicos
• As mudanças mecânicas nas massas rochosas são decorrentes dos 
movimentos tectônicos, impostos por forças originadas no interior da 
terra (ou endógenas). 
• Assim, toda a estrutura está sujeita a mudanças, passando de um 
estado inicial para um final. Esta passagem é denominada deformação, 
que pode ser observada em dois momentos:
Deformação finita: estado final da rocha após a deformação, 
configurado por modificações, impostas por eventos sucessivos de 
deformação.
Deformação progressiva: caminho que o objeto geológico 
percorre desde seu estado original até seu estado final.
Caminho da Deformação (strain): deformação progressiva incremental 
(infinitesimal) até a deformação finita
Algumas possibilidades desde o estado inicial até o estado final
inicial final
• caminho superior: encurtamento na vertical
• caminho inferior: primeiramente encurtamento na horizontal e 
posteriormente na vertical.
A deformação envolve uma 
ou mais transformações 
físicas nas rochas, tais 
como:
• Translação: mudança 
de posição.
• Rotação: mudança de 
atitude
• Distorção: mudança 
de forma.
• Dilatação: mudança 
de volume (positiva ou 
negativa).
TRANSLAÇÃO: mudança de posição
ROTAÇÃO: mudança de
atitude
DISTORÇÃO: mudança de forma
DILATAÇÃO: mudança 
de volume
MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO
• Os minerais possuem propriedades mecânicas diferenciadas: 
podem apresentar comportamentos rúpteis, dúcteis e 
intermediários. 
• A deformação inicialmente se processa em nível cristalino para 
posteriormente propagar-se de forma homogênea ou 
heterogênea por toda a massa rochosa.
Mecanismos de deformação propriamente ditos 
São subdivididos em quatro formas principais:
• Microcataclase: fragmentação dos grãos minerais, desenvolvida por 
microfissuras.
• Deslizamentos intracristalinos: deslocamentos ao longo de planos 
reticulares. Os defeitos cristalinos se manifestam por distorções e 
geminação, por exemplo.
• Deslizamentos intergranulares: ocorrem ao longo das superfícies de 
contato entre os grãos. Representam acomodações dos grãos.
• Fluxo por difusão: envolve transferência de elementos através dos 
grãos (fusão sólida).
Stress em nível cristalino. 
Exemplo do quartzo 
(fonte: Microtectonics)
Deslizamento 
intracristalino
(fonte: Microtectonics)
Microcataclase
(fonte: Microtectonics)
Deslizamento intergranular
(fonte: Microtectonics)
Fluxo por difusão
(fonte: Microtectonics)
TIPOS FUNDAMENTAIS DE 
DEFORMAÇÃO
• A deformação pode ser instantânea como em um 
terremoto, em geral, porém, o processo se dá
através de incrementos infinitesimais, gerando uma 
deformação progressiva. 
• As trajetórias de deformação envolvem etapas 
sucessivas ou pulsos de atividade. 
• A deformação pode ser homogênea (uniforme) ou 
heterogênea (não uniforme)
Deformação Heterogênea
Deformação Homogênea
• Deformação Homogênea: elementos originalmente paralelos 
(planos e linhas) se mantêm paralelos durante todo o 
processo deformacional (característica típica de translação). 
• Pode ser representada no espaço pelo elipsóide de 
deformação, resultante de deformação de uma esfera 
imaginária inicial, composta por um sistema triortogonal de 
eixos cinemáticos:
X = eixo de estiramento máximo; Y = eixo intermediário;
Z = eixo de encurtamento máximo
• Deformação Heterogênea: o paralelismo não é mantido e a 
deformação varia de ponto a ponto. 
• Na natureza quase a totalidade dos casos de deformação é
heterogênea. Como o estudo dos mesmos torna-se complexo, 
procura-se subdividir o objeto de tal forma que cada porção do 
corpo rochoso é estudado como sendo característico de uma 
porção homogênea.
PROCESSOS DE DEFORMAÇÃO
Tanto a deformação homogênea quanto a heterogênea 
podem sofrer processos de deformação diferenciados, 
representados por deformações rotacionais (não-coaxiais) 
ou não-rotacionais (coaxiais). Ambas envolvem o conceito 
de cisalhamento.
Deformação coaxial (ou cisalhamento puro ou deformação 
não-rotacional)
Estes termos são sinônimos entre si e caracterizam processos de 
deformação gerados por tensões que se apresentam no mesmo eixo de 
incidência (coaxial), porém com sentidos opostos. 
Na deformação coaxial podem ocorrer os seguintes casos:
(a) Comportamento rúptil
Há geração de fraturas de partição (T e T') e fraturas de cisalhamento
(par conjugado) (C e C'), que formam ângulos θ da ordem de 30 0.
(b) Comportamento dúctil homogêneo
Há escoamento plástico com achatamento perpendicular a Z (σ1) e 
estiramento segundo X (σ3). Na direção de Y (σ2) poderá haver 
estiramento ou encurtamento. 
Esta deformação é chamada também de achatamento (flattening).
(c) Comportamento dúctil não-homogêneo ou heterogêneo
Há escoamento de algumas porções que fluem mais que outras. Na 
deformação não-homogênea o estiramento pode resultar em 
boudinage enquanto o encurtamento pode resultar em ondulação.
Sobreposição de deformação coaxial: uma elipse de deformação
incremental de diferente magnitude é superimposta à primeira elipse
Três regiões ocorrem na elipse resultante:
I: região de extensão continuada
II: região de encurtamento continuado
III: região de encurtamento inicial que passa a ser extensional
fonte: van der Pluijm and Marshak, 1997
extensão Elipse incremental
+ =
encurtamento
• Deformação não-coaxial (ou cisalhamento simples ou
deformação rotacional)
Estes termos também são sinônimos entre si e significam deformação 
gerada por tensões que se apresentam em diferentes eixos de 
incidência (não-coaxial), e com sentidos opostos. Este tipo de 
deformação envolve freqüentemente rotação da massa rochosa. 
Da mesma forma que na deformação coaxial a deformação não-coaxial 
mostra os seguintes casos gerais:
(a) Comportamento rúptil
As descontinuidades que se desenvolvidas são denominadas de Modelo 
de Riedel:
- fratura de partição T: fratura de extensão ou distensão.
- fratura de cisalhamento de RIEDEL (sintética ou R).
- fratura de cisalhamento conjugada de RIEDEL (antitética ou R').
- fratura de cisalhamento P (sintética secundária) 
- fratura de cisalhamento X (antitética secundária).
- fratura de cisalhamento Y ou D, que se forma paralelamente ao 
binário em casos extremos
A geometria é mais complexa:
Quatro regiões ocorrem na elipse subseqüente:
I: região de extensão continuada
II: região de encurtamento continuado
III: região de encurtamento inicial que passa a ter extensão
IV: região de extensão inicial que passa a ter encurtamento
fonte: van der Pluijm and Marshak, 1997
extensão
encurtamento
Elipse incremental
+ =
Sobreposição de deformações não-coaxiais: uma elipse de deformação
incremental de diferente magnitude é superimposta à primeira elipse
X R’ R
P
Y = D
 1
Tcisalhamento principal
c o
m p
r e
s s
ã o
extensão
veios
falhas inversas falhas normais
dobras
30o 30o
30o
15o
10-15o
 3
T (fraturas de tensão)
R (cisalhamento de Riedel) R ´(cisalhamento conjugado de Riedel)
Y (cisalhamento Y)P (cisalhamento P)
(b) Comportamento dúctil homogêneo
Ocorre fluxo plástico uniforme de material rochoso submetido às tensões 
resultantes do movimento tectônico. 
(c) Comportamento dúctil heterogêneo
Desenvolvem-se faixas de deformação concentradas segundo as 
superfícies de cisalhamento. 
• bandas de cisalhamento: apresentam espessuras milimétricas a 
subcentimétricas
Banda de c isalhamento
Superfície C
Superfície S
Comportamento Plástico: 
produz uma mudança
permanente na formado 
cristal, por meio de um 
rearranjo químico no retículo
cristalino, sem a ocorrência de 
falhas
Deformação dúctil (ou rochas
dúcteis): se diz quando as 
rochas são submetidas a uma
intensa deformação plástica
•zonas de cisalhamento: espessuras centimétricas a métricas 
ESPESSURA DO CISALHAMENTO
• cinturões de cisalhamentos: deformações regionais, decamétricas a 
kilométricas
• cinturões orogênicos: acima de larguras kilométricas as faixas de 
deformação são denominadas de e coincidem com as cadeias de 
montanhas e/ou zonas de colisão continental 
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	REGIMES E PROCESSOS DE DEFORMAÇÃO
	MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO
	TIPOS FUNDAMENTAIS DE DEFORMAÇÃO
	PROCESSOS DE DEFORMAÇÃO
	ESPESSURA DO CISALHAMENTO