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GEOLOGIA Aula 7 Geologia Estrutural Referências: Frank Press, Raymond Siever, John Grotzinger, Jordan H. Thomas. (2006) Para Entender a Terra. Porto Alegre, Bookman. (CAPÍTULO 12). Teixeira, Toledo, Fairchild & Taioli. (2001). Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos. (CAPÍTULO 19). Wicander, Reed & Monroe, James S. (2009). Fundamentos de Geologia. São Paulo, Cengage Learning. (CAPÍTULO 10). Essa apostila é apenas um guia do que vimos em sala, favor estudar pelas referências citadas acima. Dobramentos e Falhamentos: São as formas de deformação mais comuns em rochas sedimentares, metamórficas e ígneas que formam a crosta terrestre. As camadas das rochas dobram-se quando são lentamente comprimidas por forças da crosta. As forças tectônicas também podem causar o rompimento de uma formação rochosa com o deslizamento paralelo à fratura em ambos os lados da mesma, isso é uma falha. As dobras e falhas geológicas apresentam tamanhos que variam de centímetros a dezenas de quilômetros, ou mais. Muitos cinturões de montanhas são, na verdade, uma série de grandes dobras e falhas, ou ambas, que foram meteorizadas e erodidas. Os movimentos tectônicos produzem modificações de posição, atitude, forma e volume dos corpos rochosos, traduzidas pelas deformações, cujos resultados são as estruturas. O termo Geologia Estrutural foi cunhado por CHARLES LYELL (1873, no livro "Princípios de Geologia“) , para referir-se ao estudo das estruturas maiores. Com a evolução da ciência geológica também se passou a estudar as estruturas menores, visíveis em afloramentos e até em lâminas delgadas (microtectônica). A Geologia Estrutural estuda as deformações da c rosta terrestre, (porção envoltória do manto, acima da Descontinuidade de Mohorovicic-MOHO), ocupando-se basicamente com as estruturas, sua morfologia e mecanismo de sua formação. O reconhecimento de uma estrutura é realizada através de referências geométricas primárias. A forma inicial, anterior à deformação, deve ser reconhecível ou passível de interpretação. Algumas referências: (a) estratificação das rochas sedimentares; (b) fósseis e; (c) estruturas ígneas primárias. Classificações Gerais das Estruturas Textura- refere-se aos grãos componentes da rocha quanto à forma, tamanho e arranjo e suas relações de contato. Estrutura- designa tanto os arranjos espaciais micro e macroscópico dos cristais nas rochas quanto os arranjos espaciais das unidades rochosas. Quanto à Origem Primárias: concomitantes à gênese da rocha (sedimentar –ex. estratificação cruzada- ou magmática – ex. estrutura fluidal). Secundárias: posteriores à gênese da rocha. Podem ser: atectônicas ou adiastróficas (a maioria das estruturas exógenas) ou tectônicas ou diastróficas (estruturas endógenas). Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares (a) Acamamento plano-paralelo: estratificações planares paralelas entre si; (b) Acamamento plano-cruzado: retrabalhamento de sedimentos em ambientes de rios meandrantes; (c) Estratificações rítmicas: alternância de finas camadas, repetidas sucessivamente; (d) Estrutura gradacional: variação granulométrica gradual mais grossa na base até mais fina no topo; (e) Marcas de onda: simétricas (marca o topo da camada), assimétricas (não permite a observação do topo da camada); (f) Fendas de ressecamento: geralmente preenchidas com material arenoso; (g) Estruturas convolutas: a camada de cima desliza sobre a camada inferior que funciona como uma camada lubrificante; (h) Discordâncias: camadas inferiores apresentam tectonismo, enquanto as mais jovens ocorrem intactas. Quanto à Geometria: Planares: xistosidade, gnaissificação (bandamento gnáissico), falhas e acamamentos. Lineares: eixos de dobras, interseções de estruturas planares. Como as Rochas são Deformadas? As forças tectônicas que deformam as rochas podem ser de três tipos: Forças compressivas, que apertam e encurtam um corpo; Forças extensionais, que alongam um corpo e tendem a segmentá-lo; Forças de cisalhamento, que empurram cada um dos dois lados de um corpo em direções opostas. Esses tipos de forças atuam nos três tipos de limites de placas. DOBRAS As dobras são deformações dúcteis que afetam corpos rochosos da crosta terrestre. Acham-se associadas a cadeias de montanhas de diferentes idades e possuem expressão na paisagem, sendo visíveis em imagens de satélites. A sua formação se deve a existência de uma estrutura planar anterior que pode ser um acamamento sedimentar ou foliação metamórfica (clivagem, xistosidade, bandamento gnáissico, etc). Os estudos das dobras podem ser conduzidos em três escalas: Microscópica: a estrutura é observada com o auxílio de microscópio ou lupa. Macroscópica: a estrutura observada é produto da integração e reconstrução do afloramento (corpo rochoso), sendo em geral representada em perfis ou mapas geológicos. Elementos Geométricos de uma Dobra Linha de Charneira: corresponde a linha que une dois pontos de curvatura máxima da superfície dobrada. Uma outra linha nessa superfície que une pontos de curvatura mínima é chamada de linha de inflexão da dobra. Esta linha divide as dobras em dois setores: uma de convexidade voltada para cima e outro para baixo. Ela se situa numa região de superfície conhecida como zona de charneira da dobra. Superfície Axial: pode ser curva ou plana, sendo neste caso referenciada como plano axial. Definida como a superfície que contém a linha de charneira da superfície dobrada. Flancos (ou limbos): correspondem às partes que se situam entre duas charneiras adjacentes e que contém os pontos de inflexão. Eixo: linha geratriz da dobra, quando movimentada paralelamente à linha de charneira, no espaço de si mesma. Classificando as Dobras As dobras podem ser classificadas em dois tipos: atectônicas, relacionada com a dinâmica externa do planeta e tectônica relacionada a dinâmica interna. As primeiras são formadas na superfície ou bem próximas a ela em condições muito semelhantes a condições ambientais, sendo desencadeadas pela ação da força da gravidade e possuem expressão apenas local; As tectônicas são formadas sob condições variadas de esforço, temperatura e pressão, sendo mais relacionadas a processos de evolução crustal, em particular com a formação de cadeias de montanhas. Classificação Geométrica das Dobras Classificação com base na linha de charneira e superfície axial: dobras horizontais, verticais e inclinadas. Horizontais: caimento do eixo entre 0° a 10°. Verticais: entre 80° e 90°. Inclinadas: entre 10° e 80°. Classificação com base na superfície axial: simétricas e assimétricas. No segundo caso as dobras podem ser normais, inversas e recumbentes. Dobras normais: superfícies axiais subverticais entre 80° e 90°. Recumbentes (suborizontais): entre 0° e 10°. Inversas, inclinadas: entre 10° e 80°. As dobras recumbentes de grandes dimensões são referidas como nappes, comuns em cadeias de montanhas como os Alpes e Himalaias. Classificação com base na superfície dobrada:Leva em consideração o ângulo inter-flancos de uma dobra, são classificadas em: Suaves (180°-120°). Abertas (120°-70°). Fechadas (70°-30°). Isoclinais (30°-0°). Classificação com base me critérios geométricos e estratigráficos Neste caso o sentido de fechamento de uma superfície dobrada é o critério utilizado para classificá-las em: Antiforme: com fechamento para cima; Sinforme: dobras com fechamento para baixo. O significado estratigráfico desta classificação define sinclinal como um dobra que possui camadas mais novas em seu interior e mais antigas no exterior, no anticlinal é o oposto, as camadasmais antigas estão no núcleo da dobra. FALHAS Falha é uma descontinuidade planar entre blocos de rocha, os quais apresentam-se deslocados entre si, paralelamente à descontinuidade. • O que caracteriza uma falha é a ocorrência de movimento diferencial entre os blocos. • Suas dimensões variam da escala mineralógica às escalas continentais (Falha de San Andreas). • Zona de Falha: É uma região onde há muitas falhas paralelas ou anastomosadas. É freqüente sua localização em zonas de deformação rúptil. OUTRAS DEFINIÇÕES • Junta: fratura extensional natural. • Veio: fratura preenchida por precipitados minerais ou lamas. • Dique: fratura preenchida por rochas ígneas ou rochas sedimentares clásticas remobilizadas. ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DAS FALHAS • Capa ou Teto (hingwall): bloco que situa-se sobre o plano de falha. • Lapa ou Muro (footwall): bloco que situa-se sob o plano de falha. • Espelho de falha: superfície lisa, brilhante, normalmente cheia de estrias de atrito, situado sobre o plano de falha. • T raço ou linha de falha: a linha formada pela interseção do plano de falha com a superfície terrestre ou o plano horizontal. As falhas são encontradas em vários ambientes tectônicos, sendo associadas a regimes deformacionais compressivos, distensivos e cisalhantes. São feições comuns em cadeias de montanhas modernas e antigas e aparecem em diferentes estágios de sua evolução. Podem ser rasas ou profundas, no segundo caso pode atravessar toda a litosfera passando a constituir um limite de placas litosféricas, sendo então referidas como falhas transformantes. TIPOS PRINCIPAIS DE FALHAS E ESTRUTURAS ASSOCIADAS Falhas Normais ou de Gravidade: São associadas principalmente à tectônica extensional, ocorrem nas cadeias de mesoceânicas, e nas margens continentais tipo Atlântico. -São importantes na formação e evolução das bacias sedimentares, sendo comuns em regiões com deslizamentos de encostras ou taludes. Falha Reversa ou de Empurrão: É uma falha inclinada com mergulhos, em geral, inferiores a 45º. Especificamente para as falhas de baixo ângulo emprega-se também a denominação de falhas de empurrão. No Brasil usa-se o termo de cavalgamento para falhas de empurrão com mergulhos inferiores a 30º. Falhas Transcorrentes: ou de rejeito direcional, correspondem a uma das feições estruturais mais espetaculares da crosta da terra. Essas falhas estão associadas a limites de placas litosféricas. Nos fundos oceânicos estão intimamente ligados ao desenvolvimento das cadeias mesoceânicas que atingem uma extensão superior a 75000 km, sendo uma das feições morfológicas mais notáveis da terra. Elementos de Reconhecimento de Falhas: Critérios Geológicos Falhas podem ser observadas muitas vezes em superfície, mas na maioria das vezes não são observadas diretamente. Estas podem ser reconhecidas pelas características a seguir: Reconhecimento pelo espelho de falha: superfície lisa, normalmente escura e brilhante que contém as estrias de atrito; Ocorrência de estrias de atrito (slickensides); Mudança brusca de litotipos; Mudança brusca de fácies metamórficas; Mudança brusca de estilo estrutural; Mudança brusca de fácies sedimentares; Truncamento de estruturas Ocorrência de dobras de arrasto. Repetição ou omissão de camadas. Metamorfismo dinâmico ou cataclástico (lato sensu) com geração de produtos litológicos ou tectonitos gerados por falhas. Fluxo dúctil intenso: migmatização. FIGURAS
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