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ÍNDICE INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 2 OBJECTIVOS ................................................................................................................... 3 Gerais ............................................................................................................................. 3 Específicos ..................................................................................................................... 3 METODOLOGIA .............................................................................................................. 3 FOLIAÇÃO ....................................................................................................................... 4 Foliações primárias em rochas sedimentares e ígneas .................................................... 6 Morfologia da Foliação .................................................................................................. 9 Foliação Continua .......................................................................................................... 9 Foliação espaçada ......................................................................................................... 10 Mecanismos de formação de foliações .......................................................................... 11 Foliações & Dobras ...................................................................................................... 14 Foliação e o plano xy de strain ..................................................................................... 15 Transposição da Foliação ............................................................................................. 17 CONCLUSÃO ................................................................................................................. 18 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................. 19 ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 2 1. INTRODUÇÃO As formações geológicas na crosta terrestre, bem como na superfície apresentam diversas estratificações devido os factores internos e externos que nelas são inseridas. Esses factores na maior parte envolvem alterações texturais do corpo geológico e mecânicas formando estruturas secundarias de génese sedimentar ou ígnea. Em relação ao tema atribuído, as envolventes da geodinâmica externa, a temperatura e pressão são vistas como pormenor na decorrência da foliação, pois essa actuação que pode ocasionar dobras em corpos de comportamento dúctil ou falhas em frágil, associada com formação rochosa secundária (Metamorfismo) estaremos perante a um tipo de foliação. Esse carácter secundário da foliação em geologia estrutural relacionado com metamorfismo, ocasiona a grande presença das foliações em rochas metamórficas. Não obstante também podem decorrer em rochas sedimentares e ígneas primarias, formando fissilidade dos folhetos e foliação diagenética entre outras despostas no ambiente geológico como um todo. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 3 2. OBJECTIVOS 2.1.Gerais Verificar, analisar com base em artigos científicos relacionados com a foliação objectivando geralmente a compreensão do tema atribuído com vista a obter conclusões e soluções do estudo das estruturas foliadas. 2.2. Específicos Apresentar e identificar as principais definições e abordagens relacionadas: A foliação; A deposição em rochas como agente primário e secundária; As suas classificações em formas universais. 3. METODOLOGIA O presente trabalho de investigação científica teve como fontes de referências bibliográficas as diversas páginas da internet, onde seleccionou de forma qualitativa os Manuais de grande importância e abrangência no conhecimento geológico com vista a satisfazer literalmente o leitor. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 4 4. FOLIAÇÃO A foliação (palavra derivada do Latim folia, que significa "folhas") refere-se à disposição dos minerais das rochas metamórficas em estratos e ocorre quando a rocha é submetida a uma tensão ao longo de um eixo durante a recristalização. Este processo provoca a rotação de cristais lamelares ou alongados (como a mica), de modo a que os seus longos eixos se disponham perpendicularmente à orientação da tensão. Daqui resulta uma rocha foliada com lâminas a exibir as cores dos minerais que as formaram. Esta é uma foliação secundária, provocada pelo metamorfismo, diferente de outros tipos de foliação presente nas rochas sedimentares e nas rochas ígneas. O estudo da foliação generalizando consta em abordagem e definições relativas a datações do milénio passado. No meado da década de 70, os actores Lockzy & Ladeira, definiram foliação (lato sensu) seria qualquer tipo de paralelismo de minerais e/ou massas minerais em uma rocha ígnea ou metamórfica. Segundo os autores, quando as superfícies de menor resistência da rocha são também superfícies de orientação de minerais tanto a palavra clivagem, como a palavra foliação podem ser utilizadas, tornando-se nestas circunstâncias sinónimas. Actualmente Passchir & Trouw (1996), generalizaram a foliação como um termo geral e não genético usado para definir a presença de qualquer feição planar penetrativa em um corpo rochoso. Estas superfícies são definidas por descontinuidades (Ex: fracturas), orientação preferencial de grãos ineqüigranulares, agregados de mineral laminar ou alguma combinação dessas microestruturas (Fig. 1). Por esta definição, o fluxo magmático dado pela orientação de fenocristais seria uma foliação primária, ou seja, gerada durante a formação da rocha. Já o bandamento gnáissico, seria uma foliação metamórfica ou secundária, gerado pela atuação conjunta de deformação e metamorfismo (Tabela 1). ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 5 Tabela 1. Tipos de foliações primárias e secundárias. Foliação Primária Foliação Secundária Fissilidade Foliação diagenética Clivagens (ardosiana, espaçada,crenulação), Estrutura de filitos e xistosidade Bandamento de fluxo em lavas riolíticas Bandamento gnáissico Estrutura eutaxítica em tufos de queda de cinzas Seixos achatados em conglomerados Foliação de fluxo magmático em rochas ígneas intrusivas Foliação (fluxion structure) em milonitos e outras rochas de falhas Figura 1 – Diagramas representativos de vários tipos de foliação, definidas por: ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 6 (a)- Aleitamento composicional; (b) - Variação granulométrica; (c) - Descontinuidades aproximadamente paralelas e pouco espaçadas com microfalhas ou fraturas; (d) - Orientação preferencial de grãos, visto pelo alinhamento de suas bordas; (e) - Orientação preferencial de minerais placosos ou agregados lenticulares de minerais. Estas microestruturas podem estar combinadas como mostrado em (f), uma combinação (a+e) comum tanto em rochas sedimentares como metamórficas. Fonte: Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig. 5.1, pg. 214. 4.1. Foliações primárias em rochas sedimentares e ígneas Embora foliações sejam frequentemente associadas a rochas metamórficas, e por isso de carácter secundário, são também estruturas primárias encontradas em rochas sedimentares e ígneas. A fissilidade dos folhelhos, por exemplo, é uma foliação gerada durante a compactação do material lamoso. Foliação diagenética, também chamada de foliação de acamamento, é comummente observada em sedimentos políticos de muito baixo a baixo grau metamórfico que sofreram pouca ou nenhuma deformação (Borradaile et al. 1982, in: Passchier & Trouw 1996). A foliação diagenética é definida pela orientação preferencialde grãos elongados de mica com bordas desfiadas (Fig. 2). É interpretada como o resultado de compactação diagenética de sedimentos com micas detríticas (Williams 1972; Borradaile et al 1982, in: Passchier & Trouw 1996) - durante a compactação, as micas sofrem rotação passiva para uma direcção paralela ao acamamento. A foliação diagenética é um exemplo de foliação definida pela orientação preferencial de micas que não está associada a formação de dobras. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 7 Figura 2 – Foliação diagenética paralela ao acamamento sedimentar, desenvolvida pela orientação preferencial de micas detríticas elongadas. Fonte: Extraído de Passchier & Trouw (1996), Microtectonics, fig. 4.5, pg. 61. Figura 3 – Foliação primária ígnea em riolito da Caldeira Creede, San Juan Mountains, Colorado, USA. Fonte: Extraído de Davis, G.H. (1984), Structure Geology of Rocks and Regions, fig. 12.31, pg. 424. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 8 4.2. Foliação secundária ou metamórfica As principais foliações metamórficas são: bandamento gnáissico, xistosidade, a clivagem de filitos (estrutura filítica), clivagem ardosiana, clivagem de crenulação e seixos achatados de conglomerados (Davis, G.H. 1984). O bandamento gnáissico é um aleitamento composicional constituído por bandas ou camadas de diferentes mineralogias, cores e/ou texturas, comum em rochas de grau médio e alto grau metamórfico – os gnaisses. É o resultado da combinação de processos de recristalização, dissolução (segregação metamórfica) e cisalhamento mecânico (Fig. 4). Figura 4 – Dobras abertas em bandamento gnáissico dado por camadas de coloração e mineralogia diferentes (escuras ricas em máficos; claras ricas em félsicos). Fonte:Ortognaisse do embasamento da região de Minduri, MG O termo clivagem (cleavage) é usado para rochas metamórficas de granulometria fina a muito fina, onde não se consegue observar os minerais formadores da foliação (p.ex. micas), geralmente em ambientes de grau baixo de metamorfismo. Para rochas de granulometria mais grossa nas quais já se pode observar os minerais formadores da foliação, p.ex. quando se pode identificar as micas (em ambientes de médio a alto grau metamórfico), usa-se o termo xistosidade (shistosity ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 9 4.3. Morfologia da Foliação Powell (1979) e Borradaile et al. (1982) propuseram uma classificação descritiva usando feições morfológicas da foliação. A classificação baseia-se nos elementos texturais da rocha que definem a foliação, tais como grãos elongados ou placosos, aleitamento composicional e descontinuidades planares ou lenticulares. A distribuição desses elementos nas rochas define se a foliação é contínua ou espaçada. Na foliação espaçada (spaced foliation), os elementos não estão homogeneamente distribuídos e a rocha é dividida em lentes ou leitos de diferentes composições. Na foliação contínua (continuous foliation), ou foliação de fluxo, os elementos estão homogeneamente distribuídos dentro da rocha, até a escala de minerais individuais. Clivagem de fratura e de crenulação são foliações espaçadas; clivagem ardosiana e xistosidade são foliações contínuas ou de fluxo. 4.4. Foliação Continua É a superfície constituída pela orientação preferencial de grãos minerais placosos homogeneamente distribuídos. Micas e anfibólios são os principais, embora quartzo e outros minerais também possam definir uma foliação contínua (Fig.6). (a) Figura 6 – (a)- Clivagem contínua em seção delgada definida pela orientação preferencial de material micáceo fino (clivagem ardosiana); ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 10 Fonte: Extraído de Passchier & Trouw (1996), Microtectonics, fig. 4.9. pg. 65 e fig. 3.24, pg. 41, respectivamente. Rochas de baixo grau metamórfico e de granulação fina comumente apresentam uma foliação contínua dada pela orientação preferencial de micas. É denominada de clivagem ardosiana, pois é comum nas ardósias (Figs. 6a e 7). Caso as micas possam ser reconhecidas a olho nu, passa a se chamar de xistosidade contínua. Por ocorrer em rochas de granulometria fina, a clivagem ardosiana é estudada em seções delgadas. Em microscópios mais potentes, muitas vezes uma clivagem ardosiana revela-se como uma clivagem espaçada, fazendo com que a separação entre as duas seja uma questão de escala de observação. Assim, um espaçamento não superior a 50 µm é considerado como o limite máximo para a clivagem ardosiana (Passchier & Trouw 1996). 4.5. Foliação espaçada A foliação espaçada é constituída por dois domínios: o da clivagem (cleavage domain) e micrólitons (microlithons). Em xistos e filitos, são também chamados de domínio M (rico em micas) e domínio Q (rico em quartzo). Os domínios de clivagem são superfícies planares e seus elementos estão orientados segundo a direção do domínio. Em metapelitos, os domínios da clivagem são, geralmente, ricos em micas e minerais como ilmenita, grafita, rutilo, apatita e zircão. (Passchier & Trow 1996). Micrólitons estão entre domínios de clivagem e contém elementos que estão fracamente orientados ou não apresentam nenhuma orientação preferencial. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 11 Figura 7 – A- Clivagem espaçada em domínios: domínios anastomosados de clivagem correm inclinados para a direita. “Livros” de clorita (clorite stacks) nos micrólitons, orientados perpendicularmente. B- Clivagem de crenulação, com domínios de clivagem S2 correndo inclinados para a direita (leitos escuros, ricos em micas) e micrólitons com foliação mais antiga S1 correndo inclinada para a esquerda (orientação preferencial dentro dos leitos claros, ricos em quartzo). Fonte: Extraído de Passchier & Trouw (1996), Microtectonics, figs. 4.13 4.12, pg. 67, respectivamente 4.6.Mecanismos de formação de foliações Foliações secundárias desenvolvem-se em resposta a deformação permanente das rochas (deformação plástica). Os principais fatores controladores são: composição da rocha (tipo litológico), magnitude e orientação do stress, condições metamórficas incluindo temperatura, pressão litostática e pressão e composição de fluidos. Os processos de formação de foliação incluem: rotação mecânica de grãos tabulares ou elongados, transferência de soluções geradas por dissolução e precipitação, deformação cristalplástica, recristalização dinâmica e processos relativos, crescimento mimético, crescimento orientado definido por campo de stress, microdobramento. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 12 Figura 8. – Diagrama esquemático de mecanismos que contribuem na formação de foliações. A- Trama da rocha no início da deformação. B - depois da deformação. 1- Cristais elongados (retângulos abertos) e marcadores passivos (linhas sólidas) sofrem rotação em resposta a deformação. Cristais elongados que se posicionam perpendicularmente aos esforços compressivos são dobrados após a deformação. 2- Grãos sob stress induzido mudam de forma por transferência de soluções. Cinza é o material original, branco é sobrecrescimento. 3.Grãos mudam de forma por deformação cristalplástica. 4- Agregados polimineralógicos desenvolvem foliação pelos processos 1 + 2 quando assistidos por transferência de soluções sob stress induzido. 5- Crescimento de grãos de mica paralelo a (001) durante ou após encurtamento. Isto leva a um aumento na intensidade da foliação porque grãos orientados na ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 13 direção da foliação podem crescer para tamanhos maiores do que aqueles em direção obliqua. 6- Nucleação e crescimento orientados de um mineral sob um campo de stress. 7- Crescimento mimético de grãos elongados devido a restrições na direção de crescimento imposta por foliaçõespré-existentes. 8- Crescimento restrito paralelo a minerais placosos. Fonte: Extraído de Passchier & Trouw (1996), Microtectonics, fig. 4.15a,b, pg. 69. Figura 9. – Desenvolvimento de algumas foliações por cisalhamento simples progressivo e cisalhamento puro. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 14 4.7. Foliações & Dobras Foliação secundária relaciona-se com dobramento da seguinte maneira: a foliação é plana axial às dobras de mesma fase de deformação, ou seja, tende a ser paralela ou subparalela ao plano axial das dobras desta fase. Em alguns casos, a foliação pode estar disposta de tal modo que produz um arranjo em leque ao longo da dobra. Figura 10. – Foliação secundária (xistosidade) definida pela orientação preferencial de micas paralelas ao plano axial das dobras. Fonte: Extraído de Passchier & Trouw (1996), Microtectonics, fig. 4.29, pg.80. A foliação pode se refractar quando passa de uma camada incompetente para outra competente – refracção da foliação. Foliação em leque e refracção podem ser produzidos pela partição do strain ou por rotação passiva de camadas relativamente competentes nos flancos de dobras, após encurtamento paralelo ao aleitamento. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 15 Figura 11. – A - Refracção da foliação em camadas competentes. Além da mudança na orientação devido à refracção, ocorre também uma mudança na morfologia da foliação: nas camadas políticas a foliação é contínua (p.ex. ardosiana) enquanto na camada psamítica (arenosa) a foliação é disjuntiva (p.ex. clivagem de fractura). B – Orientação altamente variável da foliação em sucessão de rochas com forte contraste de competência. Fonte: Extraído de Passchier & Trouw (1996), Microtectonics, fig. 4.30, pg.80. 4.8. Foliação e o plano xy de strain Em geral, considerava-se que a foliação plano axial fosse paralela ao plano XY do elipsóide de strain finito (strain acumulado durante um período específico de tempo. Parte do strain total). Actualmente, considera-se que a foliação acompanhe aproximadamente o traço do plano XY do strain tectónico (induzido por deformação tectónica, geralmente após diagênese). Entretanto, um paralelismo perfeito não é encontrado na natureza uma vez que muitos sedimentos e rochas ígneas já podem apresentar uma deformação anterior, até mesmo primária como, por exemplo, foliação diagenética em sedimentos (strain diagenético - aquele resultante de processos diagenéticos como compactação e saída de fluidos) e fluxo magmático em batólitos (Fig. 25). O strain total de uma rocha inclui o strain diagenético e tectónicos acumulados. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 16 Figura 12. – Relações strain x foliação. A – Sem strain inicial, a foliação apresenta disposição em leque e forte refracção; B – Com strain inicial dado por encurtamento paralelo ao aleitamento, a foliação tende a se dispor mais paralelamente ao plano axial e com menos refracção; C – Com strain inicial dado por compactação diagenética; D – Com strain inicial obliquo. Fonte:Extraído de Ramsay & Huber (1987), The Techniques of Modern Structural Geology, fig.21.3, pg.447. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 17 4.9. Transposição da Foliação O termo transposição refere-se ao progressivo apagamento de uma superfície de referência devido a dobramento apertado acompanhado por algum processo de diferenciação. O termo também pode ser usado num sentido mais geral como sendo o apagamento de estruturas antigas por forte deformação mais nova. Figura. 13. Possível sequência de eventos no desenvolvimento de uma foliação transposta S2, pelo dobramento de foliação mais antiga S1 (Turner & Weiss 1963). Fonte:Extraído de Hobbs, Means & Williams (1976), An Outline of Structural Geology, fig.5.34, pg.261. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 18 5. CONCLUSÃO Observadas que as foliações têm diversos campos de actuação, podem ser usadas para identificação de superposições das camadas geológicas apresentadas na obtenção de informações sobre strain. Essa observação geológica compreende estudo envolvida ao estado tensões que as rochas foram submetidas ao longo da deformação. Não obstante essa equivalência simplifica o geólogo a observar o antes e depois da deformação numa determinada rocha geológica. Estas perturbações ao corpo geológico formam plano com dobramentos e falhas observadas em planos axiais ou superfície axiais. Qualquer superfície associada aos planos axiais destas dobras estará geneticamente relacionada com elas, ou seja, serão da mesma fase de deformação. Utilizando o mesmo mecanismo podemos concluir a datar a mais velha e mais nova dobra relacionada com a foliação. ISPT- Geologia Estrutural – 2021 Page 19 6. BIBLIOGRAFIA DAVIS, G.H. (1984). Structural Geology of Rocks and Regions. John Wiley & Sons, Inc., 492 p; HOBBS, B.E.; MEANS, W.D. & WILLIAMS, P.F. (1976). An Outline of Structural Geology, John Wiley & Sons Inc, 571 p;. PASSCHIER, C.W. & TROUW, R.A.J.,(1996). Microtectonics, Ed. Springer-Verlag, 289 pg. 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.