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Alessandro Braga 2017 GEOLOGIA ESTRUTURAL Dobras e dobramentos Introdução Uma das feições estruturais mais evidentes (desde a escala microscópica até a quilométrica) em regiões submetidas a tensões compressivas é a DOBRA; Dobras são ondulações tanto convexas quanto côncavas existentes em corpos originalmente planos, na maioria dos casos relacionadas a eventos tectônicos. Podem ocorrer em rochas sedimentares, ígneas ou metamórficas; Em geral é uma manifestação de deformação dúctil das rochas. Formam-se sob condições variadas de stress, pressão hidrostática e temperatura. O fechamento de uma dobra se dá em sua curvatura máxima. Dobras são melhor observadas em zonas orogenéticas atuais ou antigas, mas eventualmente podem ocorrer em regiões intraplacas. Por que estudar as dobras? As dobras são uma das janelas mais importantes para reconstrução da história local e regional de deformação no passado; Suas formas, estilos e orientações fornecem importantes informações sobre o tipo de deformação, as condições metamórficas, a cinemática e os campos de esforços do passado; Podem auxiliar na foramação de depósitos minerais (p.ex. petróleo e gás). Elementos geométricos e classificação Elementos geométricos de uma dobra: O ponto de máxima curvatura em uma camada dobrada, localizado no centro da zona de charneira é chamado de ponto de charneira. Os pontos se conectam para formar a linha de charneira. A linha quando reta, corresponde ao eixo da dobra. Influência da espessura das camadas no comprimento de onda Dobras harmônicas e desarmônicas, relacionadas a comprimento de onda. - flancos - charneiras - plano axial (superfície axial) Classificação quanto a concavidade Antiforme – antiforma é uma estrutura cujos flancos mergulham e se afastam da zona de charneira. Possui concavidade para baixo; Sinforme – oposto do antiforme, com concavidade para cima (forma de canal). Conhecendo a estratigrafia podemos classifica-las em anticlinal e sinclinal: Anticlinal – quando conhecidas suas relações estratigráficas, nota-se que as rochas mais antigas encontram-se no seu núcleo. Sinclinal – quando conhecidas suas relações estratigráficas, nota-se que as rochas mais novas encontram-se no seu núcleo. Classificação quanto a concavidade De acordo com o princípio da horizontalidade, a camada mais jovem ocorre sobreposta a mais antiga. Polaridade normal e invertida. Quando consideradas em grande escala: Conhecendo a estratigrafia podemos classifica-las em anticlinal e sinclinal: Anticlinório – um anticlíneo ou antiforma de grande escala, que atravessa quilômetros de extensão, contendo pequenos sinclíneos e anticlíneos de menor escala. Sinclinório – um sinclíneo ou sinforma de grande escala, que atravessa quilômetros de extensão, contendo pequenos sinclíneos e anticlíneos de menor escala. Classificação quanto a simetria As dobras podem ser simétricas e assimétricas Uma dobra é perfeitamente simétrica se os dois lados do plano axial forem imagens especulares um do outro. Isso significa que os flancos tem o mesmo comprimento; Dobras assimétricas apresentam flancos de diferentes comprimentos. A atitude de uma dobra é descrita pela atitude de sua superfície aixial e de sua linha de charneira; Os termo mais comumente usados são dobras normais (plano axial vertical e linha de charneira horizontal) dobras recumbentes (plano axial e linha de charneira horizontais). Classificação baseada na orientação da linha de charneira e da superfície axial Fleuty, 1964. As dobras podem ser simétricas e assimétricas Uma dobra é perfeitamente simétrica se os dois lados do plano axial forem imagens especulares um do outro. Isso significa que os flancos tem o mesmo comprimento; Dobras assimétricas apresentam flancos de diferentes comprimentos. Classificação quanto a simetria As dobras podem ser simétricas e assimétricas Uma dobra é perfeitamente simétrica se os dois lados do plano axial forem imagens especulares um do outro. Isso significa que os flancos tem o mesmo comprimento; Dobras assimétricas apresentam flancos de diferentes comprimentos. Classificação quanto a simetria As dobras podem ser simétricas e assimétricas As dobras simétricas geralmente são denominadas dobras em M, e as dobras assimétricas são denominadas dobras em S ou Z. As dobras em Z indicam rotação no sentido horário, enquanto as dobras em S tem relação com movimento anti-horário. Classificação quanto a simetria As dobras podem ser simétricas e assimétricas As dobras M, S e Z são de segunda ordem. São conhecidas como dobras parasíticas; A assimetria global do pacote dobrado é caracterizada pela vergência, a qual representa a direção para onde as dobras se inclinam (S e Z apontam para a zona de charneira). Classificação quanto a simetria As dobras podem ser simétricas e assimétricas As dobras M, S e Z são de segunda ordem. São conhecidas como dobras parasíticas; A assimetria global do pacote dobrado é caracterizada pela vergência, a qual representa a direção para onde as dobras se inclinam (S e Z apontam para a zona de charneira). Classificação quanto a simetria Classificação baseada nas isôgonas de mergulho • Em alguns tipos de dobras, as camadas preservam suas espessuras, enquanto outros, apresentam espessamento de flancos ou de charneira; • Tais dobras possuem as isôgonas de mergulho, as quais são linhas que unem pontos da parte interna e externa da dobra; • As isógonas retratam a diferença entre a superfície interna e externa, e portanto, mudanças na espessura da camada; • Com base nas isógonas, Ramsay (1967) classificou as dobras em três classes: Classe 1 – as isógonas convergem para o arco interno que é mais fechado; Classe 2 – as isógonas são paralelas ao traço axial; Classe 3 – as isógonas divergem em direção ao arco interno que é mais aberto. Classificação baseada no ângulo interflancos • O ângulo interflancos é o ângulo interno medido entre os dois flancos (limb); • O ângulo interflancos geralmente reflete a quantidade de deformação durante o dobramento; • Com base nesse ângulo as dobras podem ser dividas em: • Uma parte da descrição geral de uma superfície dobrada compreende sua forma; • A forma de uma dobra deve ser descrita no seu plano de perfil, que pode ser visualizado em exposições apropriadas em afloramentos, fotografias, seções geológicas, amostras ou seções delgadas; • Em razão da sua forma característica, algumas dobras recebem nomes específicos: • Sequências que apresentam mergulho constante, sem aparecimento de charneiras são homoclinais; • Dobras marcadas apenas por uma variação de mergulho das camadas entre dois pontos de flexão (elas apresentam um único flanco) são monoclinais. Dobras com geometria peculiar • Os kinks são dobras de escala geralmente milimétrica a centimétrica, que se desenvolvem em rochas apresentando um aspecto finamenteacamadado (xistos, filitos, quartzitos e mármores com laminação milimétrica ou centimétrica, etc...); • São dobras assimétricas apresentando uma charneira angulosa e flancos planos. As associações de kinks formam os kink bands. Dobras com geometria peculiar Estas deformações, características da transição dúctil/frágil, apresentam similaridades com as falhas: os kink bands podem apresentar um aspecto conjugado, podendo ser normais ou inversos. • As dobras em chevron são caracterizadas pelas charneiras angulosas e flancos geralmente pouco ou não encurvado. Os chevrons, embora sejam geralmente de pequeno porte podem apresentar escala maior, até da ordem da centena de metros; • No detalhe, as charneiras das dobras em chevron são levemente arredondadas na parte externa e totalmente angulosas na parte interna. Dobras com geometria peculiar Dobras em cúspide possuem flancos suavemente em forma de arco cujas zonas de charneiras são pequenas e agudas. Dobras com geometria peculiar Dobras concêntricas apresentam charneiras circulares. Dobras com geometria peculiar Dobras em caixa são compostas por três flancos planares conectados por pontos de charneira ou zonas de charneira subangulares e restritas. Dobras com geometria peculiar As dobras ptigmáticas afetam geralmente veios isolados, oblíquos à estruturação planar das suas encaixantes. Estas dobras, de uma maneira geral isópacas, têm uma forma arredondada característica e complexa. Elas podem apresentar estrangulamento e são geralmente ligadas a fortes contrastes de viscosidade entre o veio e sua encaixante. Dobras com geometria peculiar • As dobras intrafoliais são dobras geralmente de classe 2 ou 3, incluídas entre planos de foliação não dobrados geradas por cisalhamento ou transposição de estratos (shear-folds). Dobras com geometria peculiar Mecanismos de dobramento • Quando se mapeia dobras em campo, a primeira pergunta que surge é: Como essas estruturas se formaram? • Tanto o esforço como o comportamento reológico podem influenciar no processo de dobramento; • As forças que atuam em um corpo são denominadas de stress, causando deformações denominadas de strain; Como as dobras se formam? • Se comprimirmos um pacote de argila homogêneo, não ocorrerá a formação de dobras; Como as dobras se formam? • É necessário a existência de uma estratificação ou bandamento composicional para gerar dobras; • A principal diferença no modos como as rochas são dobradas está na resposta passiva ou ativa do acamamento em relação ao campo de deformação imposto; • Ativo - as camadas possuem contraste de competência mecânica com o meio adjacente, e influem no processo de dobramento. Rochas competentes: reagem de maneira rígida diante da deformação. Rochas incompetentes: comportam-se plasticamente diante da deformação, dobrando-se mais intensamente. • A principal diferença no modos como as rochas são dobradas está na resposta passiva ou ativa do acamamento em relação ao campo de deformação imposto; • Ativo - as camadas possuem contraste de competência mecânica com o meio adjacente, e influem no processo de dobramento. • Passivo - as camadas não possuem contraste de competência mecânica com o meio adjacente, e não influem no processo de dobramento; Rochas competentes: reagem de maneira rígida diante da deformação. Rochas incompetentes: comportam-se plasticamente diante da deformação, dobrando-se mais intensamente. Mecanismos de dobramento em relação às forças aplicadas • É possível considera como as forças atuam sobre uma camada rochosa, o que conduz a uma classificação tríplice: flambagem; flexura; e dobramento passivo. O dobramento ativo (flambagem), ocorre quando uma camada competente contida em uma matriz menos competente é encurtada na direção paralela ao seu comprimento. Mecanismos de dobramento em relação às forças aplicadas • É possível considera como as forças atuam sobre uma camada rochosa, o que conduz a uma classificação tríplice: flambagem; flexura; e dobramento passivo. A flexura ocorre quando os esforços são aplicados em alto ângulo através das camadas. O que difere das dobras ativas por flambagem, onde a força principal age de modo paralelo à camada, assim como no dobramento passivo. Mecanismos de dobramento em relação às forças aplicadas • É possível considera como as forças atuam sobre uma camada rochosa, o que conduz a uma classificação tríplice: flambagem; flexura; e dobramento passivo. Dobramento passivo não envolve contraste mecânico ou diferença de competência nas camadas. Pode formar dobras por cisalhamento puro ou simples. Flambagem Flambagem No caso de alternância de camadas delgadas e espessas, o processo de dobramento terá início primeiramente nas camadas delgadas. Em algum momento as camadas espessas irão se dobrar e começas a dominar o sistema. Deslizamento flexural Dobramento passivo Flexura • Os resultados clássicos de flexuras, em geologia, são as dobras forçadas.
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