Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES LINEAÇÕES O termo lineação é usado para descrever qualquer estrutura linear que ocorra repetidamente numa rocha. Por exemplo, pode se referir a um arranjo de seixos elongados com seus comprimentos maiores orientados paralelamente; pode se referir à linha de interseção entre dois planos de foliação ou clivagem ou pode estar se referindo a orientação de eixos ou charneiras de microdobras (Fig. 1). Figura 1 – Digramas representativos de tipos de lineações (L). Os elementos representados pelos retângulos em preto em (a), (b) e (c) podem ser minerais individuais, agregados de minerais metamórficos ou outro objeto qualquer como fósseis, seixos, etc. (a) – Lineação simples definida pela orientação preferencial de objetos lineares. (b) – Combinação de lineação e foliação, definidas pela orientação preferencial de objetos tabulares alongados. (c) – Lineação definida pela orientação dos eixos de interseção comuns entre objetos tabulares de orientações variadas. (d) – Lineação definida pela orientação dos eixos de microdobras. (e) – Lineação definida pela interseção de duas foliações. Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 6.1, pg. 268. Lineamento, por sua vez, é o termo usado para descrever feições topográficas lineares de extensão regional, que provavelmente é o reflexo de uma estrutura crustal (p.ex: traços de um plano de falha transcorrente). Em termos simples e precisos, lineação é definida como qualquer arranjo linear numa rocha (Hobbs, Means & Willians 1976). As lineações também podem ser primárias (origem ígnea ou sedimentar) ou secundárias quando relacionadas com deformação. Lineações em rochas deformadas comumente ocorrem nos planos de foliação, porém, existem rochas não foliadas, mas com forte lineação dada pela orientação de seus minerais, particularmente em áreas de gnaisses. Tais rochas são chamadas de L – tectonitos (p.ex: ver Fig. 4). Quando estão geneticamente relacionadas com dobramento, podem se posicionar paralelas ou a 90° com as direções dos eixos das dobras (ver texto a seguir e Figs. 2 e 3). 1 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES I – DESCRIÇÃO DAS LINEAÇÕES Tipos de lineações comuns são: estrias, eixos de dobras, interseção de foliações, lineação mineral, orientações de seixos, boulders e oóides, varetas (rods), mullions e boudins (Hobbs, Means & Willians 1976). • Estrias Estrias são feições lineares comuns em muitas rochas, porém, não são penetrativas e ocorrem comumente em planos de falhas (Hobbs, Means & Willians 1976). Entretanto, dobras formadas por dobramento flexural podem gerar estrias perpendiculares aos seus eixos nas superfícies de acamamento (Fig. 2). Figura 2 – Estrias e slickenside nas superfícies de acamamento em dobras formadas por dobramento flexural. As estrias são perpendiculares em relação aos eixos das dobras (f). Extraído de Ramsay, J.G. & Huber, M.I. (1987), The Techniques of Modern Structural Geology, fig.21.11, pg. 452. • Eixos de microdobras – lineação de crenulação Charneiras de dobras são feições lineares que podem ou não constituir lineações, dependendo do tamanho das dobras e da área sob consideração. Crenulações, associadas ou não a formação de clivagem, forma proeminente lineação de crenulação. Na Fig. 3, duas lineações de crenulação, perpendiculares entre si estão definidas por dois conjuntos de dobras. Figura 3 – Interseção de lineações de crenulação definidas por microdobras, em xisto do Monte Robe, perto de Broken Hill, Austrália. Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 6.2, pg. 269. 2 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES • Lineação Mineral Lineação mineral pode ser definida como a orientação preferencial de grãos inequigranulares ou por agregados alongados de minerais (Hobbs, Means & Willians 1976). No primeiro caso, a lineação é gerada pela orientação preferencial de minerais, em geral, prismáticos (Fig. 4). No segundo caso, por agregados alongados de minerais metamórficos ou por sombras de pressão (agregados de grãos novos crescendo nos lados opostos de porfiroblastos ou grãos detríticos. Fig. 5). Figura 4 – Lineação mineral definida pela orientação preferencial de cristais de honrblenda, Garbenschiefer de Klimpfjäll, Västerbotten, Suíça. Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 6.4, pg. 271. Figura 5 – Lineação definida por sombras de pressão associadas com cristais de magnetita, em filitos do Maciço Rocroi, Ardênia. Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 6.7, pg. 275. 3 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES • Seixos, Boulders e Oóides Grãos detríticos ou fragmentos de qualquer tamanho podem ser deformados e/ou rotacionados e definirem uma lineação dada pelas orientações e paralelismo de seus comprimentos maiores. Tal lineação é mais marcante quando ocorre em camadas com seixos e/ou boulders. Oóides são aproximadamente esféricos e, portanto, devem se deformar, mais do que rotacionar, antes de definirem uma lineação. Assim, se antes da deformação eram esféricos, transformam-se em elipsóides depois (Hobbs, Means & Willians 1976). • Varetas (rods), Mullions e Boudins O termos vareta (rod), mullion e boudin são tratados juntos porque as estruturas que eles descrevem gradam morfologicamente uma para a outra, mais do que constituírem classes de estruturas diferentes (Hobbs, Means & Willians 1976). Vareta (rod) é um termo puramente descritivo usado para caracterizar corpos alongados monominerálicos, demonstradamente não originados da ruptura de alguma camada. São feições comuns em áreas metamórficas de qualquer grau, sendo a maioria constituída por corpos alongados de quartzo (Fig. 6). A origem do quartzo é causa de discussões - tanto pode ser por segregação metamórfica como descrito originalmente (Wilson 1953), como pode estar representando seixos de quartzo altamente alongados por deformação (Fig. 7). Em seção vertical as varetas podem ter qualquer forma de contorno, desde elíptica até formas irregulares. São geralmente acreditadas como alongadas paralelamente aos eixos de dobras de mesma fase de deformação. Figura 6 – Varetas de quartzo no xisto Moine, Bem Huting, Escócia. Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 6.8, pg. 276. 4 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES Figura 7 – Varetas definidas por seixos de quartzo alongados por deformação, quartzito A3 da Seqüência Deposicional Andrelândia, Carrancas, Minas Gerais, Brasil. Neste caso, as varetas estão paralelas as direções dos eixos de dobras regionais D2. Mullions é o termo usado para descrever um tipo de estrutura tanto arquitetônica quanto geológica. Em Arquitetura, mullions são colunas de pedra meio-cilíndricas que revestem janelas de igrejas de estilo Gótico (Fig. 8A). Em Geologia, mullions são corrugações com esta geometria, geralmente observadas na superfície de acamamento, no contato entre litologias de competências contrastantes (p.ex: argilito-arenito) (Figs. 8B e 9). Embora o termo seja usado com conotação descritiva, tem também um significado genético. A origem da estrutura parece estar relacionada àformação de dobras cúspide-lobato por encurtamento paralelo ao aleitamento - mecanismo de dobramento onde o contraste de competência é alto, com engordamento inicial da camada competente e posterior formação de dobras cúspide-lobato (ver capítulo “Mecanismos de Dobramento”). Assim, a estrutura mullion seria uma espécie de feição erosional originada pela exposição de charneiras de dobras cúspide-lobato na superfície de contato entre camadas de competência contrastantes. São estruturas orientadas paralelamente aos eixos de dobras regionais. Figura 8 – Estrutura mullion. A – adornando janela de igreja gótica. B – extendidas no chão como ocorrem na natureza. Extraído de Davis, G.H. (1984), Structural Geology of Rocks and Regions, fig. 12.38, pg. 427. 5 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES Figura 9 – Estrutura mullion na superfície de acamamento (subvertical) entre arenito e pelito. North Eifel, Alemanha. Extraído da Internet, www.google.com - imagem – mullion. Boudinage é uma estrutura que se forma pela segmentação de corpos pré-existentes que são geralmente mais competentes do que o material que os envolve. É o que acontece em sucessões estratificadas de camadas com contrastes de competência quando submetidas a estiramento – as camadas competentes quebram-se em corpos pequenos alongados alinhados paralelamente uns aos outros (Fig. 10). Figura 10 – Representação esquemática de boudinage normal (a) e tablete de chocolate (b), mostrando a relações deles com dobramento associado. Também estão ilustrados os principais termos utilizados. Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 6.10, pg. 278. 6 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES Outros objetos menos comuns como seixos, fósseis e minerais também mostram boudinage. Os boudins podem estar separados pelo material que os envolve (Fig. 11b) ou por agregados minerais que porventura tenham crescidos in situ conforme os corpos se separam (p.ex: veios de quartzo ou calcita) (Fig. 11a). (a) (b) Figura 11 – (a) – boudins separados por veios de calcita. Turbiditos siliciclásticos neoproterozóicos da Fm Amis River, Turbiditos Zerrissene, Namíbia, África. (b) – boudin de pelito totalmente envolvido por mármore branco. Fm Gemsbock River, Turbiditos Zerrissene, Namíbia, África. Quando a boudinage é incompleta, os corpos competentes mostram estrangulamento, mas não sua ruptura. Esta estrutura é conhecida como pinch and swell (Fig. 12). Figura 12 – Estrutura pinch and swell e boudinage em veio de quartzo originado por segregação metamórfica em biotita xisto/gnaisse da Seqüência Deposicional Andrelândia, Andrelândia, Minas Gerais, Brasil. Boudins estão geralmente alinhados paralelamente aos eixos de dobras associadas, mas exceções são conhecidas e em algumas ocasiões as rochas podem segmentarem-se em duas direções e 7 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES produzirem uma boudinage equidimensional, em vez daquela típica de forma alongada. São as boudinagens de tablete de chocolate (Fig. 10b). II – ORIGEM DE LINEAÇÕES No período entre 1935-1960, lineações eram utilizadas indiscriminadamente como indicadores da “direção de transporte tectônico” – para alguns significava a “direção de máxima extensão finita”, enquanto para outros representavam a “direção que uma massa de rochas foi deslocada em relação à outra”. Além disso, o posicionamento das lineações em relação aos eixos de dobras associadas envolvia discussões em torno de três possibilidades - as lineações eram sempre paralelas aos eixos de dobras associadas, eram sempre perpendiculares ou faziam qualquer ângulo. Hoje em dia, estas três possibilidades são aceitas. • Lineação mineral Lineações definidas por grãos minerais alongados apresentam o mesmo problema encontrado para explicar o desenvolvimento de foliações (ver capítulo “Foliação e Clivagem”). Se a lineação é definida mais pela orientação preferencial de dimensões de grãos minerais (p.ex: a direção do seu maior comprimento) do que por uma direção cristalográfica (p.ex: eixo cristalográfico C), então vários mecanismos de formação podem ser invocados. Eles incluem deformação de grãos, crescimento preferencial e rotação, ou seja, os mesmos mecanismos de formação de foliações. Mesmo onde a orientação preferencial de dimensões coincide com uma orientação preferencial cristalográfica, como acontece com cristais de hornblenda e sillimanita que ficam alongadas paralelamente aos eixos cristalográficos C, também existe a possibilidade do mecanismo de formação ser por rotação bem como por crescimento preferencial orientado. De novo torna-se difícil distinguir-se entre orientação dada por rotação ou por stress aplicado. Assim, considera-se os dois mecanismos como possíveis. O mesmo acontece para lineações definidas pela orientação de agregados minerais – se é um fenômeno de crescimento preferencial orientado ou rotação. Sombras e franjas de pressão são provavelmente um fenômeno de crescimento orientado e geralmente acreditado como desenvolvido em porções da rocha onde o stress principal é baixo devido ao efeito de anteparo (escudo) que o grão hospedeiro causa – funciona como um corpo rígido numa matriz em deformação plástica. Outras lineações deste tipo são melhores interpretadas como produtos de strain ou uma combinação de strain e crescimento (cristalização). • Lineações de seixos e oóides Oóides e seixos podem se deformar em corpos alongados orientados e definir uma lineação (lineação de objetos). Se os objetos forem inicialmente esféricos e tiverem as mesmas propriedades mecânicas da matriz que os envolve, então após a deformação o elipsóide de strain do seixo será o mesmo da rocha (arcabouço + matriz = corpo homogeneamente deformado). Sob condições onde as diferenças nas propriedades mecânicas são significativas, a forma dos seixos (se inicialmente esférico) representa o seu strain particular e não o strain da rocha como um todo. Além disso, quando há diferenças nas propriedades mecânicas é muito difícil relacionar o strain dos seixos com o da rocha uma vez que os seixos não só mudam sua forma, mas em geral, também sofrem rotação em relação à matriz. Em geral, se a história do strain for coaxial e a diferença de propriedades mecânicas entre arcabouço e matriz forem de pouca magnitude, a teoria prediz que corpos rígidos alongados irão se alinhar paralelamente a λ1. Se o strain for não-coaxial, como aquele observado em fluido viscoso deformado por fluxo laminar, os corpos rígidos alongados deverão se alinhar no 8 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES plano do fluxo laminar e numa direção perpendicular à direção do fluxo (Hobbs, Means & Williams 1976). • Varetas, mullions e boudins Varetas de quartzo da Serie Moine, Escócia, foram interpretadas como geradas por segregação metamórfica, segmentação de veios e deformação de seixos (Wilson 1953 e 1961). Evidências para cada um desses mecanismos de formação podem ser encontradas em outras áreas, mostrando que não há só um mecanismo de formação para varetas. Mullions são estruturas também problemáticas, sendo o termo utilizado puramente de maneira descritiva. Entretanto, Ramsay (1967) propôs um mecanismo no qual mulllions são produtos de dobramento entre camadas de diferentes competências gerando dobras cúspide-lobato. O alinhamento das charneiras dessas dobras expostas na interface entre camadasde diferentes competências é que produz a estrutura mullion. Boudinage é uma estrutura resultante de esforços extencionais. Numa sucessão de rochas de diferentes competências, a razão de deformação dúctil que cada litologia experimenta varia. Se a razão de strain numa sucessão de rochas como um todo exceder o limite de resistência de uma determinada litologia sua de se comportar de maneira dúctil, então esta determinada litologia irá se romper ou boudinar. As formas dos boudins em perfil é uma função de diferença de ductibilidade entre as camadas competentes e incompetentes envolvidas. Se a diferença é pequena, os boudins formam estrangulamento (necking), ou seja, eles se adelgaçam localmente de forma dúctil antes de se romperem (Fig.11a). Quanto menor for a diferença, maior é a chance de estrangulamentos e vice- versa. Em algumas rochas o rompimento nunca ocorre, e os corpos individuais são sòmente estrangulados formando estruturas pinch and swell. A presença de boudins alongados (Fig. 10a) indica que a direção paralela à camada boudinada, e perpendicular ao comprimento do boudin, foi uma direção de estiramento durante pelo menos parte de deformação. A presença de boudinage tipo tablete de chocolate (Fig. 11b) indica que em todas as direções dentro da camada boudinada foram direções de estiramento durante pelo menos parte da deformação. III – O PROBLEMA DA LINEAÇÃO COMO INDICADOR DE EXTENSÃO PARALELA AO EIXO DE DOBRAS Um dos grandes problemas de lineações é aquele que diz respeito ao seu posicionamento em relação a eixos de dobras associadas e a direção de transporte tectônico. Lineações definidas por corpos deformados e girados como seixos, são em geral paralelos aos eixos de dobras associadas. Esta é uma orientação comum, especialmente em charneiras de dobras e se a lineação é gerada sob condições de deformação por strain coaxial – assumindo que eram anteriormente esféricos, indicam que os eixos das dobras são paralelos a λ1. Em termos de strain, dentro de um corpo de rocha, isto não representa nenhum problema; não há razão porque charneira de dobra não possa ser paralela ao eixo λ1 do elipsóide de strain principal ou, paralelo a λ3 se λ2 for também um eixo de encurtamento (Fig. 13). Entretanto, dobramentos do tipo em consideração são geralmente de eixos horizontais ou inclinados suavemente e, se a charneira é paralela a λ1, com certeza haverá um problema de espaço a ser resolvido quando consideramos o dobramento em escala regional. Análises de strain em oóides e manchas de redução (reduction spots) indicam alguma extensão paralela a eixo de dobra, mas a extensão máxima se dá perpendicular ao eixo. Experimentos com material fortemente anisotrópico mostraram que quando sofre dobramento, pouca extensão (geralmente < 15%) ocorre paralelamente ao eixo das dobras formadas, mesmo a altas taxas de encurtamento (>75%). A 9 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES principal extensão é perpendicular aos eixos das dobras a pesar do fato de que as forças externas resistentes à extensão (provida pela pressão confinante) serem a mesma em todas as direções e paralelas ao plano axial das dobras. Assim, rochas com foliações podem determinar que a deformação seja aproximadamente por strain plano (λ2 = 0). Figura 13 – Possíveis relações entre charneiras (eixos) de dobras e eixos principais do strain geral (mean strain). Em (a), (b) e (c) tem-se charneiras paralelas a λ1, λ2 e λ3,respectivamente. (d) ilustra, em parte, o caso geral onde a linha de charneira (eixo) é inclinada a todos os eixosprincipais do elipsóide de strain. Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 6.13, pg. 284. Uma outra solução seria considerar que a lineação não é realmente paralela ao eixo principal de extensão do elipsóide de strain geral (mean strain) e sim do strain particular de uma determinada camada. Por exemplo, numa sucessão estratificada sob dobramento, é possível que o λ1 de uma camada competente seja paralelo ao eixo das dobras formadas nestas camadas e que ambos, λ1 e os eixos, sejam paralelos ao λ2 do elipsóide do strain geral (Fig. 14). Assim, se a lineação for encontrada sòmente nas camadas competentes ela será uma lineação extencional sem estar paralela ao eixo principal de extensão do strain geral. 10 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES Figura 14 – Diagrama ilustrando como o eixo principal de extensão λ1 (b) de algumas camadas dobradas pode ser paralelo a charneiras de dobras mesmo que estas sejam perpendiculares ao eixo λ1 do strain geral (c). As dimensões de AD medidas paralelamente ao acamamento decrescem durante o dobramento, mas a área de ABCD é mantida por extensão paralela a AB. A espessura das camadas competentes (pontilhado) não se modifica e λ1 em cada ponto dessas camadas é paralelo a linha de charneira. A espessura das camadas incompetentes sofrem modificações e λ1 do elipsóide de strain geral (c) é perpendicular as linhas de charneiras das dobras formadas. Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 6.14, pg. 286. Ainda uma outra possibilidade seria considerarmos que lineações e eixos de dobras formam- se fazendo ângulos com a direção principal de extensão do elipsóide geral de strain (eixo X) e que, com um movimento contínuo de cisalhamento simples, estes elementos sofreriam rotação e tenderiam a se tornarem subparalelos à direção principal de extensão do elipsóide geral de strain. Este mecanismo foi proposto para milonitos ao longo de grandes falhas de empurrão. Nestas zonas, os eixos de dobras são comumente paralelas a uma lineação acreditada como paralela à direção de transporte tectônico e que, onde o movimento foi intenso, também deveria ser paralela ao eixo principal de elongação do milonito (Hobbs, Means & Willians 1976. Fig.15). 11 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES Figura 15 – Diagrama mostrando como charneiras de dobras precoces podem ser rotacionadas, dentro de uma zona de cisalhamento, para um paralelismo com a direção do transporte tectônico (empurrão). Partes (a)-(c) mostram como, numa escala regional, a crosta é encurtada primeiro por dobramento e depois por empurrão. Partes (d) e (e) mostram o que acontece numa escala menor. O empurrão é assumido de ser alcançado sòmente por deformação dúctil concentrada numa zona restrita e o strain é considerado como de cisalhamento simples. Considerando que o strain é plano (λ2 = 0) o eixo principal de extensão λ1 para a face frontal do bloco é, em 3D, o eixo principal de extensão da zona deformada. Conforme o cisalhamento continua, este eixo e as charneiras de dobras irão rotacionar para a direção do transporte tectônico (e). Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 6.15, pg. 287. . No diagrama da fig. 15, para simplificação, o strain na zona milonítica é assumido como cisalhamento simples homogêneo; na realidade deve ser heterogêneo e provavelmente não sòmente cisalhamento simples. Entretanto, em tal ambiente é de se esperar que a história do strain seja não- coaxial e acredita-se que suas características principais possam ser representadas pelo modelo de cisalhamento simples. Não é necessário que as dobras pré-datem os empurrões; dobras contemporâneas irão rotacionar da mesma maneira. Entretanto, como desenhado no diagrama, as dobras e os empurrões podem pertencer a um esquema de deformação contínua (Fig. 15 a-c), em resposta a forças contínuas que deformam inicialmentepor dobramento e depois por falhamento. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA DAVIS, G.H. 1984. Structural Geology of Rocks and Regions. New York, John Wiley & Sons, Inc., 492 p. LOCKZY, L. de & LADEIRA, E. 1976. Geologia Estrutural e Introdução a Geotectônica. São Paulo, Edgard Blucher Ltd; Rio de Janeiro, CNPq, 528 pgs. 12 Fabio Vito Pentagna Paciullo LINEAÇÕES RAMSAY, J.G. & HUBBER, M.I. 1987. The Techniques of Modern Structural Geology, vol. 2: Folds and Fractures. Academic Press, 700 pgs. TWISS, R.J. & MOORES E.M. 1992, Structural Geology, W.H. FREEMAN & COMPANY ed., 532 pgs. 13
Compartilhar