Slides Geologia Estrutural

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Introdução ao curso de 
Geologia Estrutural A
Profª Maria Eugênia
messouza.op@gmail.com
Geologia Estrutural A (GEO 244)
Instrumentos de Avaliação: Avaliações teóricas e práticas.
CRONOGRAMA
Nº aula Data Atividade Avaliação
01,02,03,04 13/03/2018 Entrega do programa e do cronograma da disciplina. Objetivos e metas a serem alcançados. Critérios
de avaliação. Introdução ao curso: áreas de atuação da geologia; importância da geologia estrutural.
Conceitos fundamentais (T)
05,06,07,08 20/03/2018 Conceitos fundamentais. Introdução à Geologia Estrutural: estruturas sedimentares e atectônicas,
estruturas tectônicas (falhas, dobras, fraturas). Análise Estrutural. (T e P)
09,10,11,12 27/03/2018 Conceitos fundamentais. A análise estrutural: descritiva, cinemática e dinâmica. Tensão X Deformação.
(T e P)
13,14,15,16 03/04/2018 Comportamento físico/mecânico dos materiais rochosos. Fatores influenciadores. Tensões na
litosfera. Tensão X Deformação. (T e P)
17,18,19,20 10/04/2018 13:30 – 15:10h: 1ª Avaliação (T) Valor: 3 pontos
21,22,23,24 17/04/2018 Dobras. Morfologia e classificação geométrica. Mecanismos de dobramento. Estruturas contínuas.
Deformação plástica/dúctil (T e P)
25,26,27,28 24/04/2018 Dobras. Morfologia e classificação geométrica. Mecanismos de dobramento. Estruturas contínuas.
Deformação plástica/dúctil (T e P)
29,30,31,32 01/05/2018 FERIADO NACIONAL – RECESSO ACADÊMICO
33,34,35,36 08/05/2018 Dobras. Morfologia e classificação geométrica. Mecanismos de dobramento. Estruturas contínuas.
Deformação plástica/dúctil (T e P)
37,38,39,40 15/05/2018 Estruturas planares e lineares. Classificação e morfologia de foliações e lineações. Estruturas
descontínuas. Descrição e classificação de falhas. Deformação frágil/rúptil. Zonas de cisalhamento:
definição e classificação (T e P)
41,42,43,44 22/05/2018 Estruturas planares e lineares. Classificação e morfologia de foliações e lineações. Estruturas
descontínuas. Descrição e classificação de falhas. Deformação frágil/rúptil. Zonas de cisalhamento:
definição e classificação (T e P)
45,46,47,48 29/05/2018 13:30 – 15:10h: 2ª Avaliação (T) Valor: 4 pontos
49,50,51,52 05/06/2018 Interpretação de mapas e perfis geológicos. (T e P)
53,54,55,56 12/06/2018 Interpretação de mapas e perfis geológicos. (T e P)
57,58,59,69 19/06/2018 Interpretação de mapas e perfis geológicos. (T e P)
61,62,63,64 26/06/2018 Projeções estereográficas: notações geológicas (trama e americana); lançamento de dados em redes
estereográficas; aplicações das projeções estereográficas (T e P)
65,66,67,68 03/07/2018 Projeções estereográficas: notações geológicas (trama e americana); lançamento de dados em redes
estereográficas; aplicações das projeções estereográficas (T e P)
10/07/2018 13:30 – 15:10h: 3ª Avaliação (T e P) Valor: 3 pontos
69,70,71,72 17/07/2018 Exame Final Valor: 10 pontos
O engenheiro e o geólogo tem algo em comum??!!
Engenheiro civil Geólogo estruturalista
O engenheiro e o geólogo tem muito em comum??!!
Engenheiro civil Geólogo estruturalista
ESTRUTURAS
O ENGENHEIRO
 Aparência 
 Função 
 Geometria 
 Material
 Tamanho
 Resistência
 Custos 
etc.
D E F I N E 
as 
estruturas
O GEÓLOGO 
ESTRUTURALISTA
A N A L I S A 
as 
estruturas
 Tipo de estrutura;
 Material (rocha) que entrou na formação da estrutura; 
 Geometria;
 Como o material mudou sua forma original durante a deformação?
 Qual a sequência na construção da estrutura?
 Quando a estrutura se formou?
 Quanto tempo levou para se formar?
 Condições de P e T? 
 Qual a resistência do material?
etc
A A N Á L I S E das estruturas
GEOLOGIA ESTRUTURAL
Geociências
GEOLOGIA ESTRUTURAL
MINERALOGIA
PETROGRAFIA & PETROLOGIA
ESTRATIGRAFIA & SEDIMENTOLOGIA
GEOLOGIA ESTRUTURAL
MINERALOGIA,
PETROGRAFIA & PETROLOGIA
ESTRATIGRAFIA & SEDIMENTOLOGIA
GEOLOGIA APLICADA 
GEOLOGIA ECONÔMICA
GEOMORFOLOGIA
SENSORIAMENTO REMOTO
GEOFÍSICA
GEOLOGIA ESTRUTURAL
PETROGRAFIA & PETROLOGIA
ESTRATIGRAFIA & SEDIMENTOLOGIA
GEOFÍSICA
M A P E A M E N T O G E O L Ó G I C O
GEOLOGIA 
ESTRUTURAL
G e o t e c t ô n i c a (sensu latu)
É O RAMO DA GEOLOGIA QUE ESTUDA OS 
MOVIMENTOS E AS DEFORMAÇÕES 
DA 
CROSTA TERRESTRE
G e o t e c t ô n i c a (sensu latu)
Geologia Estrutural
Tectônica
Geotectônica
Se ocupa com as estruturas do ponto de vista da 
morfologia e dos mecanismos de formação e 
deformação. 
Trata das mesoestruturas (as estruturas visíveis em 
afloramentos).
Geologia Estrutural
MESOESTRUTURAS
caderneta de campo
W E
W E
N
MESOESTRUTURAS
i) Geologia estrutural descritiva ou qualitativa
ia) Análise estrutural
- sequenciação dos eventos (a história geológica)
- cinemática
- dinâmica
Geologia Estrutural
ii) Geologia estrutural quantitativa
Investiga os movimentos e as deformações de conjuntos
de estruturas similares, em escala regional.
exemplos: Quadrilátero Ferrífero, 
Craton São Francisco
b) Tectônica
O Quadrilátero Ferrífero - mapa geológico
Ouro Preto
Mariana
QF
O Quadrilátero Ferrífero e o Craton São Francisco
Investiga as estruturas de grandes áreas (escala
global).
c) Geotectônica (strictu sensu)
Placas 
tectônicas
Conceitos Fundamentais:
• Qual é o objeto de estudo da Geologia Estrutural?
• O estudo de corpos rochosos deformados 
expostos na superfície da terra... Ou seja:
• Estudo das feições estruturais que se 
encontram nos diversos tipos de rochas.
Representam as evidências de deformações
experimentadas em resposta a aplicação de forças de 
diversos tipos.
Conceitos Fundamentais:
• Qual é o objetivo da Geologia Estrutural?
• O estudo da deformação de corpos rochosos 
com os processos envolvidos na sua geração e 
determinar sua geometria 3D... Ou seja:
• Descrever feições estruturais, entender seus 
aspectos geométricos e estabelecer a história 
de seus movimentos.
Análise Estrutural
QUAL A IMPORTÂNCIA DA 
GEOLOGIA ESTRUTURAL PARA 
O ENGENHEIRO DE MINAS?
•Depósitos Minerais (e afins)
•Estabilidade de taludes (e 
afins)
Profª Maria Eugênia
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Geologia Estrutural A (GEO 244)
CONCEITOS FUNDAMENTAIS;
ESTRUTURAS ATECTÔNICAS vs. 
TECTÔNICAS;
ANÁLISE ESTRUTURAL
RELEMBRANDO...
c. superior
c. inferior
Manto litosférico
Manto astenosférico
CROSTA
superior: 0 a 15 km Deformação
rúptil
inferior: 15 a 40 km Deformação
dúctil
CROSTA CONTINENTAL x CROSTA OCEANICA
CROSTA
Continental : ± 40 km
Oceanica : ± 6 km
correntes de convecção
Núcleo
interno
Núcleo externo
Litosfera
Cadeia Meso-Atlantica
Conceitos Fundamentais:
• Qual é o objeto de estudo da Geologia Estrutural?
• O estudo de corpos rochosos deformados 
expostos na superfície da terra... Ou seja:
• Estudo das feições estruturais que se 
encontram nos diversos tipos de rochas.
Representam as evidências de deformações
experimentadas em resposta a aplicação de forças de 
diversos tipos.
Conceitos Fundamentais:
• Qual é o objetivo da Geologia Estrutural?
• O estudo da deformação de corpos rochosos 
com os processos envolvidos na sua geração e 
determinar sua geometria 3D... Ou seja:
• Descrever feições estruturais, entender seus 
aspectos geométricos e estabelecer a história 
de seus movimentos.
Análise Estrutural
Conceitos Fundamentais:
• Qual é a primeira lei de Newton?
“Todo corpo persiste em seu estado de repouso ou 
de movimento uniforme,a menos que seja 
compelido a mudar seu estado por uma força
aplicada a ele.”
• Na geociência isto é muito bem representado!
Os inúmeros registros de deformação na crosta 
(dobras, falhas, etc.) sugerem que as rochas foram 
submetidas a forças (de diversos tipos) que 
modificaram seu estado inicial.
Conceitos Fundamentais:
•O que é textura e estrutura?
Qual é a diferença entre ambas?
Conceitos Fundamentais:
TEXTURA
Grãos:
Forma
Tamanho
Arranjo 
entre eles
Relações 
de contato
ESTRUTURA
Arranjos 
espaciais:
Micro
Macro
Conceitos Fundamentais:
TEXTURA ESTRUTURA
CLASSIFICAÇÕES GERAIS DAS 
ESTRUTURAS
• ORIGEM:
• Primárias ou Secundárias
• GEOMETRIA
• Planares
• Lineares
• Cilíndricas ou cônicas
• LOCALIZAÇÃO NO CORPO ROCHOSO
• Internas
• Externas
CLASSIFICAÇÕES GERAIS DAS 
ESTRUTURAS
• ORIGEM
O QUE SÃO E QUAIS AS DIFERENÇAS ENTRE 
ESTRUTURAS PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS?
PRIMÁRIAS
Atectônicas/Adiastróficas:
Concomitantes à gênese da 
rocha;
Estruturas sedimentares;
Estruturas ígneas;
SECUNDÁRIAS
Tectônicas/Diastróficas:
Posteriores à gênese;
COESIVAS/CONTÍNUAS
ou
DISJUNTIVAS/DISRUPTIVAS
CLASSIFICAÇÕES GERAIS DAS 
ESTRUTURAS
PRIMÁRIAS SEDIMENTARES
•Produtos do ambiente deposicional. 
• São importantes por indicar topo e base de 
uma sucessão...
•Consistem da organização externa e interna 
de corpos sedimentares.
CLASSIFICAÇÕES GERAIS DAS 
ESTRUTURAS
PRIMÁRIAS ÍGNEAS
•Produtos do ambiente ígneo. 
•Consistem da organização externa e interna 
de corpos ígneos.
• A) Formas do corpo: tabulares, cilíndricos, circulares, 
irregulares;
• B) Relações de contatos: contato abrupto, contato 
gradacional, concordante, discordante.
• C) Estruturas internas: Fluxo ígneo, vesículas, fraturas, 
acamamentos ígneo.
CLASSIFICAÇÕES GERAIS DAS 
ESTRUTURAS
• Bandamento ígneo
• Resfriamento lento
Segregação 
magmática
Bandamento ígneo
QUAL A IMPORTÂNCIA ENTRE 
DISTINGUIR FEIÇÕES ATECTÔNICAS E 
TECTÔNICAS?
SEDIMENTARES
EXEMPLOS DE DEPÓSITOS MINERAIS 
ASSOCIADOS A ESTRUTURAS 
ATECTÔNICAS
SEDIMENTARES
•Depósitos do tipo placers:
• (Au) Witwatersrand (África do Sul) – Maior 
depósito de Au do mundo.
• (Au, U) Moeda, Quadrilátero Ferrífero, 
Brasil.
• (Diamante) Alto e médio Jequitinhonha, 
Brasil.
EXEMPLOS DE DEPÓSITOS MINERAIS 
ASSOCIADOS A ESTRUTURAS 
ATECTÔNICAS
ÍGNEAS
•Depósitos máfico-ultramáficos
acamadados:
• (Cr, EGP) Bushveld – África do Sul;
•Great Dyke – Zimbabwe;
•Campo Formoso – Brasil;
EXEMPLOS DE DEPÓSITOS MINERAIS 
ASSOCIADOS A ESTRUTURAS 
ATECTÔNICAS
PRIMÁRIAS ÍGNEAS
•Produtos do ambiente ígneo. 
•Consistem da organização externa e interna 
de corpos ígneos.
• A) Formas do corpo: tabulares, cilíndricos, circulares, 
irregulares;
• B) Relações de contatos: contato abrupto, contato 
gradacional, concordante, discordante.
• C) Estruturas internas: Fluxo ígneo, vesículas, fraturas, 
acamamentos ígneo.
CLASSIFICAÇÕES GERAIS DAS 
ESTRUTURAS
SECUNDÁRIAS
Tectônicas/Diastróficas:
Falhas, dobras, foliações, 
lineações, etc...
GEOLOGIA 
ESTRUTURAL
CLASSIFICAÇÕES GERAIS DAS 
ESTRUTURAS
VOLTANDO...
• Qual é o objetivo da Geologia Estrutural?
• O estudo da deformação de corpos rochosos 
com os processos envolvidos na sua geração e 
determinar sua geometria 3D... Ou seja:
• Descrever feições estruturais, entender seus 
aspectos geométricos e estabelecer a história 
de seus movimentos.
Análise Estrutural
A Análise Estrutural:
• Compõe-se de 03 etapas consecutivas:
1º) Análise Descritiva:
Observar, descrever e medir sistematicamente as estruturas
de um corpo rochoso;
2º) Análise Cinemática:
Determinar a magnitude, direção e sentido dos movimentos
envolvidos na deformação;
3º) Análise Dinâmica:
Interpreta as tensões envolvidas durante o processo de 
deformação.
A Análise Estrutural:
• Métodos:
• Observações diretas em campo;
• Estudo petrográfico e estratigráfico das rochas;
• Se possível:
• Dados de poços de sondagem;
• Dados de geofísica: sísmica, gravimetria e 
magnetometria
A Análise Estrutural:
• Procedimentos:
• Mapeamento de rochas e estruturas;
• Medição dos elementos físicos das estruturas 
(dimensões);
• Medição das orientações espaciais das estruturas 
(Atitude das estruturas; bússola);
• Análise estatística das estruturas (softwares);
A Análise Estrutural:
• Mapeamento de rochas e estruturas :
A Análise Estrutural:
• Medição dos elementos físicos das estruturas:
A Análise Estrutural:
• Atitude das Estruturas :
A Análise Estrutural:
• Atitude das Estruturas :
A Análise Estrutural:
• Atitude das Estruturas :
A Análise Estrutural:
• Atitude das Estruturas :
A Análise Estrutural:
• Análise Estatística:
Análise Estrutural;
Tensão vs. Deformação;
Profª Maria Eugênia
messouza.op@gmail.com
Geologia Estrutural A (GEO 244)
Turmas 21 e 22
16/05/2017
A Análise Estrutural:
• Compõe-se de 03 etapas consecutivas:
1º) Análise Descritiva:
Observar, descrever e medir sistematicamente as estruturas
de um corpo rochoso;
2º) Análise Cinemática:
Determinar a magnitude, direção e sentido dos movimentos
envolvidos na deformação;
3º) Análise Dinâmica:
Interpreta as tensões envolvidas durante o processo de 
deformação.
Tensão vs. Deformação
Stress vs. Strain
Conceitos Fundamentais:
Estado de Tensão 
(Dinâmica)
Tensão vs. Deformação
Deformação/ 
movimentação 
(Cinemática)
Forma final 
(Geometria)
Conceitos Fundamentais:
Força ou tração: é o 
agente responsável 
pelos movimentos das 
rochas, submetendo-as 
a solicitações diversas.
Tensão vs. Deformação
Estrutura Geológica: 
mudanças de forma 
(distorção e dilatação), 
posição (translação) e 
orientação (rotação)
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
ROTAÇÃO 
(orientação)
TRANSLAÇÃO 
(posição)
DISTORÇÃO (STRAIN 
– mudanças de 
forma e volume)
Deformação resulta em mudanças:
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
ROTAÇÃO
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
ROTAÇÃO
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
TRANSLAÇÃO
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
TRANSLAÇÃO
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
DISTORÇÃO
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
DISTORÇÃO
Conceitos Fundamentais:
Movimentos 
Tectônicos, impostos 
por forças do interior 
da crosta terrestre 
(forças endógenas)
Tensão vs. Deformação
Mudanças Mecânicas, 
nos maciços rochosos.
Por que ocorrem mudanças em corpos rochosos???
Conceitos Fundamentais:
STRESS (TENSÃO): Força necessária para produzir uma 
deformação.
Tensão vs. Deformação
STRAIN (DEFORMAÇÃO): Grandeza escalar medida pelo 
comprimento.
VETOR: Quantitativo que possui magnitude e direção da 
deformação.
TENSOR: Quantitativo que descreve a propriedade física 
de um material.
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
Deformação Estrutura
Arranjo Espacial das 
rochas e 
arquiteturas internas
Estado 
Inicial
Estado 
Final
DEFORMAÇÃO
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
• A DEFORMAÇÃO:
• Tipo da Deformação;
• Representação da Deformação;
• Quantificação da Deformação;
• Regime de Deformação;
• Fatores que Influenciam a Deformação;
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
1. HOMOGÊNEA OU HETEROGÊNEA
2. CISALHAMENTO SIMPLES OU CISALHAMENTO 
PURO
3. DEFORMAÇÃO PROGRESSIVA 
4. TRAJETÓRIA DA DEFORMAÇÃO
Tensão vs. Deformação• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
1. HOMOGÊNEA OU HETEROGÊNEA
Heterogênea (não uniforme): 
elementos originalmente 
paralelos não se mantem 
assim.
Homogênea (uniforme): 
elementos originalmente 
paralelos entre si, se mantem 
assim.
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
1. HOMOGÊNEA OU HETEROGÊNEA
Deformação 
heterogênea
Deformação 
homogênea
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
2. CISALHAMENTO PURO OU CISALHAMENTO SIMPLES
• CISALHAMENTO PURO = COAXIAL E NÃO-ROTACIOANAL
DEFORMAÇÃO COAXIAL E CISALHAMENTO PURO são sinônimos entre si.
Caracterizam processos de deformação que provocam movimentos no 
mesmo eixo de incidência (coaxial), porém em sentidos opostos.
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
2. CISALHAMENTO PURO OU CISALHAMENTO SIMPLES
• CISALHAMENTO PURO = COAXIAL E NÃO-ROTACIOANAL
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
2. CISALHAMENTO PURO OU CISALHAMENTO SIMPLES
• CISALHAMENTO PURO = COAXIAL E NÃO-ROTACIOANAL
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
2. CISALHAMENTO PURO OU CISALHAMENTO SIMPLES
• CISALHAMENTO SIMPLES = NÃO-COAXIAL E ROTACIOANAL
DEFORMAÇÃO NÃO-COAXIAL E CISALHAMENTO SIMPLES são sinônimos 
entre si.
Caracterizam processos de deformação que provocam movimentos 
rotacionais no corpo rochoso.
Há movimento em porções diferentes (não-coaxial) e com sentidos opostos.
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
2. CISALHAMENTO PURO OU CISALHAMENTO SIMPLES
• CISALHAMENTO SIMPLES = NÃO-COAXIAL E ROTACIOANAL
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
2. CISALHAMENTO PURO OU CISALHAMENTO SIMPLES
• CISALHAMENTO SIMPLES = NÃO-COAXIAL E ROTACIOANAL
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
3. DEFORMAÇÃO PROGRESSIVA
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
4. TRAJETÓRIA DA DEFORMAÇÃO
1
2
Produto final 
IGUAL
Tensão vs. Deformação
• TIPOS DE DEFORMAÇÃO:
4. TRAJETÓRIA DA DEFORMAÇÃO
Deformação progressiva 
incremental (infinitesimal) até 
a deformação finita.
As trajetórias de deformação 
envolvem etapas sucessivas 
ou pulsos de atividade.
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Shear strain
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text
Animations made by H. Fossen as a resource to Fossen 2016, Structural Geology, Cambridge Univ. Press. Free for non-commercial use
Incremental deformation
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Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
• A DEFORMAÇÃO:
• Tipo da Deformação;
• Representação da Deformação;
• Quantificação da Deformação;
• Regime de Deformação;
• Fatores que Influenciam a Deformação;
Tensão vs. Deformação
• REPRESENTAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• Elipsóides de tensão
• Elipsóides de deformação
Tensão vs. Deformação
• REPRESENTAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• Elipsóides de tensão
No interior de um corpo geológico a 
orientação do stress varia. Esta 
variação é conhecida como campo 
de tensão, e é representado e 
analisado pelo diagrama de 
trajetória do stress.
O campo de tensão é caracterizado 
pelos eixos σ1, σ2 e σ3, suja 
representação gráfica é o elipsoide 
de tensão.
É um campo físico, logo 
não representa um objeto 
concreto.
≥ ≥ σ1 σ2 σ3
CÍRCULO PERFEITO CIRCULO DEFORMADO
= ELIPSE
• REPRESENTAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• Deformação vs. Tensão em 2D
CIRCULO DEFORMADO
= ELIPSE
x
z
Eixos de deformação: x e z 
R
R = raio do círculo
Tensão vs. Deformação
• REPRESENTAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• Elipsóides de deformação:
O campo de deformação é 
caracterizado pelos eixos X, Y, e Z, 
suja representação gráfica é o 
elipsoide de deformação.
É um campo físico, logo 
não representa um objeto 
concreto.
≥ ≥ X Y Z
Tensão vs. Deformação
• REPRESENTAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• Elipsóides de tensão vs. deformação:
O elipsoide de tensão é inversamente 
proporcional ao de deformação
σ1 Z / σ2 Y / σ3 X
Tensão vs. Deformação
• REPRESENTAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• Elipsóides de tensão vs. deformação:
Os eixos dos elipsoides variam de acordo com o 
stress aplicado, assim os eixos podem sofrer:
1) Estiramento / Encurtamento / Encurtamento
2) Estiramento / Encurtamento / Estiramento
3) Encurtamento / Estiramento / Estiramento
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
• A DEFORMAÇÃO:
• Tipo da Deformação;
• Representação da Deformação;
• Quantificação da Deformação;
• Regime de Deformação;
• Fatores que Influenciam a Deformação;
Tensão vs. Deformação
• QUANTIFICAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• CISALHAMENTO PURO:
• Elongação (deformação): e = ( l f – lo ) / lo
• ∆ l / lo x 100 = % 
Tensão vs. Deformação
• QUANTIFICAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• CISALHAMENTO SIMPLES:
• ψ = ângulo de cisalhamento
Tensão vs. Deformação
• QUANTIFICAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• CISALHAMENTO SIMPLES:
• X e Z = eixos de deformação
x
z
Tensão vs. Deformação
• QUANTIFICAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• ESTADOS DA DEFORMAÇÃO:
Extensão
axial 
Achatamento
axial
Deformação
geral
Deformação 
plana 
Tensão vs. Deformação
• QUANTIFICAÇÃO DA DEFORMAÇÃO:
• ESTADOS DA DEFORMAÇÃO:
Extensão
axial 
Achatamento
axial
Deformação
geral
Deformação 
plana 
Campo do
alongamento / 
prolata / 
charuto
Campo do
achatamento / 
oblata / 
panqueca
Representa em 2D a 
deformação, através 
da razão entre os 
principais eixos de 
deformação.
Utiliza-se das razões 
entre o máximo 
alongamento e o 
intermediário no eixo 
vertical; e a razão 
entre o alongamento 
intermediário e 
mínimo.
Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
• A DEFORMAÇÃO:
• Tipo da Deformação;
• Representação da Deformação;
• Quantificação da Deformação;
• Regime de Deformação;
• Fatores que Influenciam a Deformação;
Extensão, Compressão, Transcorrente
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Anderson’s tectonic regimes
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Conceitos Fundamentais:
Tensão vs. Deformação
• A DEFORMAÇÃO:
• Tipo da Deformação;
• Representação da Deformação;
• Quantificação da Deformação;
• Regime de Deformação;
• Fatores que Influenciam a Deformação;
Tensão vs. Deformação
• FATORES QUE INFLUENCIAM A DEFORMAÇÃO:
• Propriedades mecânicas intrínsecas das rochas 
(tipo de rocha);
• Temperatura (depende da profundidade);
• Pressão Confinante (depende da profundidade);
• Presença de fluidos;
• Pressão Dirigida (contração/extensão);
• Tempo de atuação das forças e velocidade de 
deformação (taxa de deformação);
• Anisotropia dos maciços (estruturas planares e 
lineares);
• Heterogeneidade das rochas (diferenças 
reológicas);
O Comportamento das Rochas 
sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• Corpos de prova são 
submetidos a ensaios em 
máquinas triaxiais, sob 
uma variada gama de 
condições....
O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• REOLOGIA: Estudodo comportamento físico das 
rochas mediante stress.
• As propriedades mecânicas da rocha refletem 
aspectos das forças e movimentos que os 
corpos experimentaram.
• As rochas possuem propriedades ELÁSTICAS e 
PLÁSTICAS concomitantemente.
O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• Os resultados dos ensaios triaxiais são expressos nos 
chamados DIAGRAMAS DE TENSÃO vs. DEFORMAÇÃO:
• Mostra, de forma 
genérica, os 
limites reológicos 
teóricos de uma 
rocha.


• O material inicialmente oferecerá 
resistência à deformação.
• Há aumento da deformação, porém 
sem variação na deformação.
A
• A deformação é permanente.
B
• A = Limite Proporcional: Até ele, 
a deformação é proporcional à 
deformação.
• B = Limite Elástico.
• Máxima tensão que o material 
resiste sem se romper.
Elastic - perfectly plastic 
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Creep
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Strain hardening
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O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• FATORES REOLÓGICOS EXTRÍNSECOS:
PRESSÃO CONFINANTE:
• Materiais RÍGIDOS 
tornam-se mais 
DÚCTEIS, quanto 
maior a pressão 
confinante.
• À maiores 
profundidades, 
maiores os 
esforços 
necessários para 
produzir a mesma 
deformação.
Lithostatic stress
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O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• FATORES REOLÓGICOS EXTRÍNSECOS:
TEMPERATURA:
• Facilita a 
deformação, 
tornando os 
materiais mais 
dúcteis, 
principalmente se 
somar seu efeito 
ao da pressão 
confinante.
O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• FATORES REOLÓGICOS EXTRÍNSECOS:
TEMPO DE APLICAÇÃO DO ESFORÇO:
• Se faz lentamente e com pausa (comum na natureza) por 
meio de acréscimos infinitesimais.
• Quanto maior o tempo de aplicação da tensão, mais dúctil 
a deformação.
O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• FATORES REOLÓGICOS EXTRÍNSECOS:
O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• FATORES REOLÓGICOS EXTRÍNSECOS:
O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• FATORES REOLÓGICOS INTRÍNSECOS:
PRESENÇA DE FLUIDOS:
• Para uma mesma 
deformação, o 
campo de tensões 
exigido é menor.
Effect of fluid pressure
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O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• FATORES REOLÓGICOS INTRÍNSECOS:
ANISOTROPIA ESTRUTURAL:
• A orientação da 
anisotropia 
estrutural influi na 
deformação.
O Comportamento das Rochas sob Tensão
Tensão vs. Deformação
• FATORES REOLÓGICOS INTRÍNSECOS:
HETEROGENEIDADE LITOLÓGICA:
• A diferença reológica entre materiais leva a geração de estruturas 
diferentes no mesmo evento deformacional.
• Rochas podem ser competentes: deformam-se de forma rúptil e 
fraturam com maior facilidade;
• Ou incompetentes: se deforma sem se romperem, são mais dúcteis.
TENSÕES NA LITOSFERA
Conceitos Fundamentais
• COMO ESTUDAR O INTERIOR DA TERRA?
• ONDAS SÍSMICAS
Conceitos Fundamentais
• ONDAS SÍSMICAS
Conceitos Fundamentais
• ONDAS SÍSMICAS
• Ondas Primárias 
(P):
• Longitudinais ou 
compressionais;
• Deformação 
Elástica por 
compressão / 
dilatação.
• Oscilações na 
mesma direção de 
propagação da 
onda.
Conceitos Fundamentais
• ONDAS SÍSMICAS
• Ondas Primárias 
(P):
• Longitudinais ou 
compressionais;
• Deformação 
Elástica por 
compressão / 
dilatação.
• Oscilações na 
mesma direção de 
propagação da 
onda.
Conceitos Fundamentais
• ONDAS SÍSMICAS
• Ondas Secundárias 
(S):
• Transversais ou de 
cisalhamento;
• Deformação 
Elástica por 
cisalhamento.
• Oscilações fazem 
alto ângulo com a 
direção de 
propagação da 
onda.
Conceitos Fundamentais
• ONDAS SÍSMICAS
• Ondas Secundárias 
(S):
• Transversais ou de 
cisalhamento;
• Deformação 
Elástica por 
cisalhamento.
• Oscilações fazem 
alto ângulo com a 
direção de 
propagação da 
onda.
Conceitos Fundamentais
• ESTRUTURA SÍSMICA E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• PLACA TECTÔNICA: Sítio 
geológico onde ocorrem 
processos.
• LITOSFERA: Camada 
externa e sólida da 
Terra, constituída pela 
crosta e parte do manto 
superior.
• DESCONTINUIDADE: 
Zona de transição que 
pode funcionar como 
reflector sísmico.
Conceitos Fundamentais
• ESTRUTURA SÍSMICA E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
Conceitos Fundamentais
• ESTRUTURA SÍSMICA E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• CROSTA CONTINENTAL:
Camada mais externa da 
terra. Sua base é marcada 
pela descontinuidade de 
Moho.
Moho = Mudança 
composicional: basalto para 
ultramáficas.
Zonas estáveis e com 
espessura média de 35 km.
Não possui composição e 
estrutura constantes: 
Descontinuidade de Conrad
É dividida em duas porções: 
superior e inferior, cujo 
limite é petrológico.
Conceitos Fundamentais
• CROSTA CONTINENTAL:
Conceitos Fundamentais
• ESTRUTURA SÍSMICA E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• CROSTA OCEÂNICA:
Localiza-se acima da 
descontinuidade de Moho
nos oceanos.
Sua espessura média é de 
7 km.
Seu gradiente geotérmico 
e fluxo térmico são muito 
maiores que da crosta 
continental.
Sua composição e 
estrutura sísmica são 
constantes.
Conceitos Fundamentais
• ESTRUTURA SÍSMICA E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• ZONAS DE BAIXA 
VELOCIDADE NA 
CROSTA:
Zonas de fusões parciais 
ou de mudanças 
composicionais?
Conceitos Fundamentais
• ESTRUTURA SÍSMICA E CONSTITUIÇÃO DA TERRA
• MANTO
Limitado pelas 
discordâncias de Moho
(superior) e Gutenberg 
(inferior – contato com o 
núcleo externo).
Possui zonas de baixa 
velocidade em torno de 
370km que é coincidente 
com as zonas de 
convecção mantélica, e 
outra em torno de 80 e 
100 km que pode 
representar fusões 
parciais.
A REOLOGIA DA LITOSFERA
• O COMPORTAMENTO DAS ROCHAS SOB TENSÃO
• A LITOSFERA SOB SOLICITAÇÕES GRAVITACIONAIS
• A LITOSFERA SOB SOLICITAÇÕES TANGENCIAIS
Principais fatores que influenciam:
• Temperatura;
• Pressão confinante;
• Magnitude das tensões;
• Taxa de deformação;
• Modo de aplicação e histórico das tensões;
• Pressão de fluidos;
A litosfera sob ação gravitacional: A 
ISOSTASIA
• A Isostasia é a resposta das porções mais externas da Terra à 
imposição ou remoção de grandes cargas superficiais.
• É a tendência ao equilíbrio dinâmico a que estão sujeitas as 
cargas nas porções superiores da Terra.
• O desenvolvimento da teoria passou por diversos cientistas:
• Especulações de Da Vinci e Clüver (1700);
• Resultados de Bouguer (1735 – 1745);
• A hipótese de Boscovich (1755);
• Comentários de Pratt (1855) sobre erros de levantamentos do Himalaia 
e do Everest;
• As ideias de Airy (1855);
• O modelo de Pratt (1860);
• Dutton (1889) introduz o termo ISOSTASIA;
A litosfera sob ação gravitacional: A 
ISOSTASIA
• Barrel (1914) postulou que:
1. A Terra seria dotada de uma camada envoltória rígida chamada 
LITOSFERA;
2. Abaixo dela estaria outra camada passível de deformação, a 
ASTENOSFERA
A litosfera sob ação gravitacional: A 
ISOSTASIA
Rigidez Flexuralda Litosfera:
A litosfera sob solicitações diversas:
• Tensão confinante: Pressão uniforme, ou seja, as forças aplicadas 
são as mesmas em todas as direções (Pressão Litostática)
A litosfera sob solicitações diversas:
• Tensão Dirigida/Diferenciais: Pressão é diferente nas várias 
direções (forças tectônicas). Há deformação.
• Tipos:
• Compressivas: As forças comprimem o corpo. Ex.: Subducção.
• Distensivas: Ou de tração – As forças alongam o corpo. Ex.: Riftes.
• Tangenciais: As forças provocam movimento paralelo ao corpo em 
sentidos opostos. Ex.: Falhas transformantes.