Estruturas em rochas - Sena Geologia e Engenharia

Estruturas em rochas:
Dobras, falhas e outros
registros
Prof. Marcel Sena
Disciplina: Geologia
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(65) 9223-2829

Geologia Estrutural: Estuda os processos de
deformacionais da litosfera e as estruturas
decorrentes dessas deformações. Investiga, de
maneira detalhada, as formas geométricas que
se desenvolvem em decorrência do dinamismo
de nosso planeta.
Existem três caminhos pelos quais as rochas sofrem
deformações



Apresentam um fluxo, quando as deformações são mais
ou menos distribuídas no cisalhamento dúctil;
Dobram-se, flexionando as camadas, havendo
encurtamento acentuado e deformação interna
moderada;
Apresentam descontinuidades entre blocos adjacentes,
ao longo de discretas superfícies ou zonas com pouca ou
intensa deformação e/ou deslocamento entre os blocos.
Tais descontinuidades são chamadas de FRATURAS.
ESTRUTURAS GEOLÓGICAS

As rochas ocorrem como corpos ou
maciços rochosos, com limites
(contatos) com outros corpos
rochosos. Mostram estruturas internas,
resultado dos processos geológicos.
Estruturas Primárias



São estruturas formadas durante o processo de
geração da rocha.
Estruturas primárias ígneas: estrutura vesicular
e/ou amigdaloidal, estrutura maciça, estrutura
fluidal (quando aparece orientação por fluxo de
magma).
Estruturas primárias sedimentares: estrutura
estratificada (ou laminada, quando fina) e outras
estruturas registradas durante a deposição e
litificação de sedimentos (ex.: marcas onduladas,
gotas de chuva, pegadas e rastros de fósseis).
Estruturas primárias mais comuns de rochas
sedimentares
•Estratificações;
Estruturas primárias mais comuns de rochas
sedimentares
Estrutura gradacional: variação granulométrica gradual
mais grossa na base até mais fina no topo;
Estruturas primárias mais comuns de rochas
sedimentares
Fendas de ressecamento: geralmente preenchidas
com material arenoso;
Estruturas primárias mais comuns de rochas
sedimentares
•Marcas de onda;
Estruturas primárias mais comuns de rochas
sedimentares
•Acamamentos e sucessões de camadas;
Estruturas primárias mais comuns de rochas
sedimentares
•Estratificações e
•laminações;
Estruturas primárias mais comuns de rochas
sedimentares
•Granocrescencias,
•Granodecrescencias e
•Estruturas lenticulares;
Estruturas primárias mais comuns de rochas
sedimentares
•Discordâncias.
Estruturas primárias mais comuns das rochas ígneas
formadas quando o magma está se consolidando

Estruturas vesiculares: localizadas no topo de um
derrame;
Relações de contatos;
Relações de contatos;
Forma dos corpos: tabulares (diques e sills),
cilíndricos (chaminés vulcânicas);
Forma dos corpos: tabulares (diques e sills),
cilíndricos (chaminés vulcânicas);
•Fluidais: o fluxo laminar da massa ígnea determina a
orientação planar dos minerais;
Estruturas Secundárias
Geradas por deformação de rochas préexistentes.
 Deformação elástica: reversível.
 Deformação plástica : estruturas
internas (foliação ou xistosidade de
rochas metamórficas) e as que afetam
grandes corpos: dobras.
 Deformação rúptil: os corpos
rochosos são quebrados, aparecendo
juntas
e
falhas
.
GMG2201 - Elementos

de Mineralogia e
Geologia
20
Deformação nas rochas

Deformação elástica:


Deformação plástica (ductil):



reversível, assim que a tensão for retirada o
corpo volta ao estado original
irreversível.
forma estruturas internas (foliação ou xistosidade
de rochas metamórficas) e dobras.
Deformação rúptil:


os corpos rochosos são quebrados,
forma juntas e falhas.
GMG2201 - Elementos
de Mineralogia e
Geologia
21
O que controla o tipo de
deformação das rochas?

O tipo de deformação que uma rocha
sofre é controlado por vários fatores,
sendo os mais importantes:



Pressão confinante (profundidade)
Temperatura
Características composicionais do próprio
material
Deformação dúctil


A deformação dúctil é controlada por altas
pressões confinantes e altas temperaturas
Foliação, dobras e lineação
são geradas nas rochas
Folding = dobramento
Stretching = estiramento
Shearing = cisalhamento
Fig. Story 11.6
Dobras
 Uma dobra resulta da deformação de
rochas e que resulta no arqueamento de
camadas rochosas, inicialmente planas,
com comportamento dúctil, pela acção de
tensões compressivas.
Elementos geométricos caracterizadores de uma dobra:
Classificação de dobras quanto a linha de charneira:
Classificação de dobras quanto ao ângulo de
fechamento:
Classificação de dobras quanto estratigrafia das
camadas e sentido de fechamento:
Figure 9.25
37
38
39
40
Deformação rúptil


A deformação rúptil é controlada por
baixas pressões confinantes e baixas
temperaturas
Falhas e juntas são geradas nas rochas
Fig. Story 11.6
Falhas



As falhas são formadas por movimentos
abruptos e são marcadas por fraturas ao
longo das quais ocorre movimento
O plano da falha separa o corpo rochoso em
dois blocos principais, a capa e a lapa
As falhas podem envolver pequenos
movimentos, cujo rejeito varia entre poucos
centímetros até centenas de quilômetros
FALHAS
• Causadas por esforços tectônicos ou acomodação de
camadas;
• Comuns em cinturões de montanhas;
• Escalas (extensão) variadas;
• Geometrias e arranjo diverso conforme e direção do esforço;
• Elementos geométricos: plano e falha, estrias, mergulho
e direção;
FALHAS
• Normal: Tensão, abatimento de blocos;
• Inversa (empurrão): Compressão, cavalgamento de blocos;
• Direcional ou cisalhamento: rejeito paralelo ao mergulho;
• Obliqua: sobreposição de movimentos verticais (tensão ou
compressão) e direcionais (transcorrente);
Elementos Morfológicos/geométricos relacionados a falhas:
Tipos de Falhas
Falha Normal
Plano de Falha
Falha Trancorrente
Falha Inversa
Falha Normal e Trancorrente
Falha
normal
FALHAS
Horst
Graben
Falha reversa
Falha de empurrão


Falha de empurrão ou cavalgamento é um tipo
especial de falha reversa
O plano de falha é de baixo ângulo e essas falhas
podem envolver transportes de dezenas a
centenas de quilômetros
Falha transcorrente
Falha de San Andreas - Califórnia
FALHAS
FALHAS
FALHAS
Juntas


Juntas: fraturas sem movimentação dos
blocos
Juntas conjugadas e de alívio de pressão
CONTATOS


Limites entre corpos ou maciços rochosos
Tipos:






discordante ou concordante intrusivo
concordantes (entre camadas de sedimentos)
incorformidade
contato discordante angular
contato discordante erosivo
Hiato: falta de registro geológico
Tipos de Contatos
Contato discordante intrusivo
Folhelhos e calcários
alternados
Contato concordante (plano-paralelo)
Arenitos feldspáticos
e conglomerados
Contato discordante erosivo
Arenitos finos e siltitos
alternados
Contato discordante angular
Inconformidade basal
Arenitos vermelhos,
cimentados
Dique de diabásio:
Contato discordante intrusivo
Embasamento cristalino
(gnaisses, xistos, granitos)
Contato discordante intrusivo do
dique em rocha metamórfica
Contato Discordante
Angular
Estruturas na Construção Civil



Foliação, juntas e falhas: zonas de
debilidade, infiltração de água (túneis),
escoamento de água (barragens e
represas).
Falhas ativas ou reativadas: afetam as
construções, terremotos.
CONCLUSÃO: imprescindível o estudo
das estruturas em maciços rochosos.
61
CARACTERIZAÇÃODO MACIÇO QUANTO AO FRATURAMENTO
Para a caracterização do estado de fraturas do maciço as juntas
devem ser observadas quanto aos seguintes aspectos:






Qualidade da superfície de ruptura: lisa ou áspera;
Geometria da superfície: planas ou curviplanares;
Espaçamento:distância média entre as juntas;
Abertura:distância de afastamento entre os blocos;
Alteração das paredes;
Preenchimento por elementos de naturezas diversas.

IMPORTÂNCIA PRÁTICA DAS JUNTAS

Nas escavações subterrâneas facilitam o desmonte mas impõem a
necessidade de escoramento;

Permitem a formação de aquífero;

Permitem a infiltração de água em obras subterrâneas;

Controlam mineralizações;

Condicionam o relevo e a drenagem;

Permitem a ação rápida da erosão, propiciando a mais rápida
denudação do terreno;

Na mineração auxiliam o desmonte de rocha, porém prejudicam a
retirada de blocos intactos para uso como rochas ornamentais.
IMPORTÂNCIA PARA A ENGENHARIA CIVIL:

O conhecimento da ocorrência destas estruturas citadas
é de grande importância para a engenharia já que as
mesmas normalmente se constituem em superfícies
potenciais de instabilidade com relação a diversos
aspectos: zonas de baixa resistência para fundações,
zonas de instabilidade potencial de taludes, zonas de
enriquecimento em minerais expansíveis, zonas de
possível instabilidade de paredes de túneis, zonas de
endurecimentos excessivos devido à recristalização
podendo tornar-se um sério obstáculo à equipamentos
de escavação.