geologia estrutural

CAPÍTULO 04 – GEOLOGIA ESTRUTURAL
GEOLOGIA ESTRUTURAL
Os sistemas de forças que atuam em nosso planeta de modo contínuo modificam sua configuração
com o deslocamento de massas continentais, formação de bacias oceânicas e outras
características fisiográficas, podendo também produzir grandes deformações e alterações em todos
os tipos de rochas e minerais.
Dois tipos de forças atuam e deformam os corpos rochosos:
Forças de volume: a massa como um todo, forças gravitacionais e eletromagnéticas
Forças de contato ou de superfícies: atuam ao longo de uma superfície fraturada, provocando
deslocamentos e as deformações de partes de um corpo rochoso que é submetido aos
mencionados esforços.
GEOLOGIA ESTRUTURAL
Estruturas Sedimentares Primárias
São estruturas que ocorrem em sedimentos e rochas sedimentares, como conseqüência do
processo de deposição ou formação desses materiais. Entre essas estruturas destacam-se:
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Estruturas Sedimentares Primárias
GEOLOGIA ESTRUTURAL
Estruturas Sedimentares Primárias
GEOLOGIA ESTRUTURAL
Estruturas Sedimentares Primárias
Outro tipo de estrutura comum em rochas sedimentares são os “hiatos” ou discordâncias que
ocorrem em uma sucessão de camadas. Estas estruturas caracterizam-se por representar um
período de erosão ou de não deposição. Como resultado, ocorre um hiato entre as rochas situadas
nos dois lados dessa superfície.
Assim, durante um período de tempo com duração variável não há deposição ou então há
destruição de dados geológicos.
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Estruturas Tectônicas
As estruturas tectônicas são aquelas formadas à partir de movimentações da crosta terrestre que,
produzindo esforços de compressão e de tração, deformam as rochas e induzem ao surgimento de
uma série de estruturas, facilmente reconhecíveis.
Assim, antes de falarmos sobre as estruturas em si, algumas explicações sobre deformação são
necessárias.
Deformação
A deformação de um sólido, qualquer que seja - rocha, aço, ferro, plástico, etc., pode se dar de três
maneiras:
• Deformação Elástica - deformação reversível ou não permanente, que ocorre quando uma força é
aplicada sobre um sólido e este é esmagado e amassado (deformado). Ao ser removida a força, o
sólido volta à sua condição anterior;
• Deformação Dúctil ou Plástica - é uma deformação irreversível, que ocorre quando um sólido é
submetido à um nível de tensão em que deixa de se comportar elasticamente e passa a manter a
deformação sofrida.
Ex.: dobras em rochas metamórficas.
• Deformação Rúptil - também origina deformações irreversíveis que ocorrem quando o limite de
resistência do sólido é atingido. Ex.: fraturas, falhas, etc.
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Deformação
Fatores que influenciam e controlam as deformações
• Tempo;
• Temperatura - quanto maior a temperatura, maior a deformação dúctil;
• Pressão Confinante - quanto maior a tensão confinante, maior a deformação dúctil;
• Composição da Rocha - rochas com minerais hidratados (p. ex.: micas) são mais dúcteis. Além
disso, minerais diferentes tem propriedades diferentes:
- Halita, calcita, dolomita, argila, clorita, mica, talco, etc. – dúcteis.
- Piroxênios e anfibólios - intermediários
- Granada, olivina, quartzo e feldspato - pouco dúcteis.
• Teor de Água.
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Descontinuidades
São estruturas de grande importância em projetos de engenharia pois influenciam a estabilidade de
taludes, fundações, escavações subterrâneas, etc.
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Descontinuidades
Podem ser:
• Fraturas (Juntas, Diaclases) - superfícies de fraturas que separam corpos rochosos e ao longo
das quais não houve deslocamento relativo entre estes corpos. Podem formar famílias (“sets”).
Os elementos mais importantes a serem descritos em uma fratura são: espaçamento, persistência,
abertura, rugosidade, alteração das paredes (resistência), presença e tipo de preenchimento,
condições de água e atitudes das fraturas.
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Descontinuidades
Podem ser:
• Fraturas (Juntas, Diaclases) - As fraturas podem ser originadas por tensões de tração ou por
alívio de tensão (juntas de alívio), normalmente paralelas à forma do relevo. Além disso, existem as
juntas associadas à dobras e ao resfriamento de basaltos.
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Descontinuidades
Podem ser:
• Falhas - fraturas em que há deslocamento relativo entre as duas paredes (podendo variar de mm
a muitos km). Podem ser individuais ou formar zonas de falhas (zonas de cisalhamento).
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Descontinuidades
Podem ser:
• Elementos das Falhas:
- Plano de Falha: é a superfície decorrente do falhamento e na qual os blocos se deslocam:
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Descontinuidades
Podem ser:
• Elementos das Falhas:
- Linha de Falha: é a linha que resulta da interseção do plano de falha com a superfície do terreno,
nos mapas geológicos ela aparece como segmento de reta às vezes sinuoso.
- Teto ou capa: é o bloco que se acha na parte superior de um plano de falha inclinado.
- O bloco A (teto) se encontra apoiado
sobre o plano inclinado da falha do
bloco B.
- Muro ou lapa: é o bloco que se acha na parte inferior de um plano de falha inclinado.
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Descontinuidades
Podem ser:
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Descontinuidades
Podem ser:
• Elementos das Falhas:
-
Movimento dos blocos:
Movimento de translação: As retas que eram paralelas continuam paralelas após o falhamento.
Movimento de rotação: As retas que eram paralelas perdem seu paralelismo após o falhamento. Há
rotação de um bloco em relação ao outro.
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Descontinuidades
Podem ser:
• Tipos de Falhas:
Normal – é aquela que o teto/capa baixou em relação do muro/lapa, o plano de falha é muito
inclinado e a teto/capa move-se para baixo.
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Descontinuidades
Podem ser:
• Tipos de Falhas:
Inversa ou Reversa - o plano de falha é muito inclinado e o teto/capa move-se para cima em
relação ao muro/lapa. Aquelas com ângulos menores que 45º são conhecidas como Empurrões ou
Acavalamento.
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Descontinuidades
Podem ser:
• Tipos de Falhas:
Horizontal ou Transcorrente – É aquela em que o deslocamento é paralelo à direção da falha, com
deslocamento horizontal.
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Descontinuidades
Podem ser:
• Tipos de Falhas:
Oblíqua – é uma falha de empurrão, em que o plano de falha tem em geral um ângulo inferior a 10º
e o teto/capa tende a deslocar-se por longas distancias em relação ao muro/lapa. O movimento tem
uma componente vertical e outra horizontal.
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Exemplo: Drag de Falha: As camadas junto ao plano de falha tendem, devido ao
atrito produzido por ocasião do deslocamento dos blocos, a tomar direção do plano
de falha, dando origem a pequenas dobras que recebem o nome de drag
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Descontinuidades
Podem ser:
• Dobramentos - Os esforços produzidos nas rochas podem ocasionar efeitos de fraturamento,
falhamentos ou dobramentos. Esses efeitos dependem da intensidade, da duração e da direção
dos esforços. Por outro lado a competência da rocha também é fator importante na estrutura
produzida. Uma rocha competente é àquela que oferece grande resistência aos esforços
submetidos (calcários e arenitos quartzosos). As rochas incompetentes são plásticas, oferecem
pouca resistência aos esforços aplicados e, portanto, dobram-se facilmente (folhelhos, silitos, filitos,
xistos)
Dobras: São produzidas por deformações plásticas. As dobras, quanto à sua origem podem ser de
dois tipos:
• Tectônicas - mais comuns. São produzidas por esforços estruturais. Ocorrem em rochas
metamórficas.
• Atectônicas - ocorrem em sedimentos, associadas à escorregamentos, posteriormente
consolidados.
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Descontinuidades
Podem ser:
• Componentes das Dobras:
• Charneira - Porção mais elevada de uma dobra, podendo eventualmente ser ao mesmo tempo ser
o eixo da dobra
• Crista - parte topograficamente mais saliente
• Flancos - lados
• Eixo - linha imaginária, perpendicular aos esforços principais
• Plano Axial - une os eixos de um pacote dobrado
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Descontinuidades
Podem ser:
• Componentes das Dobras:
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Descontinuidades
Podem ser:
• Componentes das Dobras:
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Descontinuidades
Podem ser:
• Componentes das Dobras:
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Descontinuidades
Podem ser:
• Estruturas Planares - Foliação e Clivagem
São estruturas formadas pela orientação preferencial de minerais, agregados minerais ou
combinações destes, podendo ou não formar descontinuidades no maciço. São originadas por fluxo
em rochas ígneas (pouco comuns) ou por deformação em rochas metamórficas (mais comuns).
Podem ser: clivagens ardosianas, xistosidade, gnaissificação.
• Foliação dobrada em uma rocha metamórfica (gnaisse)
(Fonte: Skinner & Porter, 1995).
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MEDINDO A ATITUDE DAS CAMADAS
• Direção da camada: a direção da camada é obtida pela resultante da interseção do plano
inclinado ou flanco da dobra com plano horizontal qualquer. O plano horizontal pode ser obtido pela
bússola com auxílio do nível nela existente.
A direção da camada será o ângulo formado pela extremidade da agulha apontando para o norte e
o zero ou a linha que corta a bússola ao meio em seu sentido maior. Tal ângulo será sempre menor
que 90º.
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MEDINDO A ATITUDE DAS CAMADAS
• Mergulho ou inclinação da camada: Uma dobra possui em geral dois flancos, que podem
mergulhar com ângulos diferentes ou iguais quase sempre em sentidos opostos, como a cumeeira
de um telhado. Para se obter o ângulo de mergulho, coloca-se a bússola verticalmente em um dos
flancos, de maneira que sua maior extensão coincida com a maior inclinação da camada.
Em seguida, move-se o clinômetro pelo dispositivo situado na parte posterior da bússola até que a
bolha de ar do nível fique centrada no traço correspondente (nivelado).
Finalmente a leitura é obtida onde o zero do clinômetro coincidir com o traço referente aos graus
impressos na porção mais inferior.
• Direção do Mergulho: A direção do mergulho das camadas deve ser tirada do flanco, que foi
utilizado para medir a inclinação ou mergulho. A direção do mergulho sempre perfaz 90 com a
direção da camada. Assim a direção da camada é, por exemplo, norte-sul, a direção do mergulho
será leste ou oeste, dependendo do flanco usado para determinar a inclinação da camada.
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MEDINDO A ATITUDE DAS CAMADAS
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MEDINDO A ATITUDE DAS CAMADAS